Question

10．小明同学进行“测量小灯泡的电功率”实验，现有器材：额定电压为6V的同规格小灯泡（电阻约为25Ω）若干个，电压为12V的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“20Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑动变阻器各1个，导线若干．

（1）实验中应选择规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器．
（2）图1中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）在连接电路时，开关必须断开，将滑动变阻器的滑片移至右端（选填“左”或“右”）．
（4）小明连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是灯丝断了（或小灯泡接触不良）．
（5）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图2所示，则电流表的示数为0.24A，小灯泡的额定功率是1.44W，此时小灯泡灯丝的电阻为25Ω．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据这个阻值，判断选择哪个滑动变阻器；
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，并将电压表并联在灯泡两端；
（3）连接电路时，开关必须处于断开状态，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（4）电流表示数为零，说明电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断电路故障；
（5）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率，根据欧姆定律的变形公式求出小灯泡的阻值．

解答 解：（1）串联电路中，电路处处相等，滑动变阻器中电流与灯泡中电流相等：I_滑=I_灯泡=$\frac{{U}_{灯泡}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{25Ω}$=0.24A；
灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_灯泡=12V-6V=6V，滑动变阻器接入电路的电阻R=$\frac{6V}{0.24A}$=25Ω＞20Ω，所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）因为灯泡的额定电压为6V，所以电压表量程选择0～15V，并将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：

（3）连接电路时，开关必须处于断开状态，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（4）电流表示数为零，说明电路故障为断路，电压表有示数，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路；
（5）由图2可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表示数是0.24A；
灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W；
灯丝的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.24A}$=25Ω．
故答案为：（1）50Ω  0.5A；（3）断开；右；（4）灯泡断路；（5）0.24；1.44；25．

点评 本题考查了实验器材（滑动变阻器）的选择、连接电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡功率和电阻等，考查的内容较多，是实验的常考内容，需要掌握．