Question

5．如图甲所示，小明为了测定额定电压为2.5V小灯泡正常发光时电阻（灯泡阻值约为8Ω）．现有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，规格分别为“25Ω 2A”、“50Ω l.5A”的滑动变阻器各一个、导线若干、电源（电压为12V左右）一个．

（1）请你用笔画线代替导线将图甲中的电路连接完整．
（2）你认为应该选用规格为50Ω l.5A 的滑动变阻器．
（3）如果电路连接正确，闭合开关后，发现灯泡不亮，小明移动了滑动变阻器，灯仍然不亮，发现电压表示数0V，电流表示数0.56A，你认为其故障原因是灯泡短路．
（4）排除故障后，调节变阻器的滑片到某位置时，使小灯泡正常发光，电流表的指针如图乙所示，小灯泡的电阻为7.81Ω．（请保留二位小数）

Answer 1

分析 （1）根据I=$\frac{U}{R}$算出电流，确定电流表的量程，滑动变阻器按一上一下的接法；
（2）根据分压原理，求出变阻器的规格；
（3）根据电流表有示数，电压表无示数，判断故障；
（4）根据电流表得到量程、分度值，读出电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算出电阻．

解答 解：（1）根据I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A＜0.6A，故电流表的量程位0-0.6A，滑动变阻器按“一上一下”接，连接如图所示：

（2）电源电压为12V，小灯泡额定电压为U_L=2.5V，变阻器应分得的电压U_变=12V-2.5V=9.5V，根据分压原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，所以，变阻器的电阻至少为R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{U}_{L}}$×R_L=$\frac{9.5V}{2.5V}$×10Ω=38Ω，所以变阻器应选用“50Ω l.5A”；
（3）闭合开关后，发现灯泡不亮，小明移动了滑动变阻器，灯仍然不亮，电流表有示数，说明电路短路，发现电压表示数0V，说明灯泡短路；
（4）由图乙知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A，则灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$=7.8125Ω≈7.81Ω．
电压表小量程的分度值为0.1V，示数为1.8V，要测灯的额定功率，灯的电压要为2.5V，所以要增大灯的电压，减小变阻器的分得的电压，根据分压原理，减小变阻器连入电路中的电阻大小，即滑片向A端移动；
故答案为：（1）如上图所示；（2）50Ω l.5A；（3）灯泡短路；（4）7.81．

点评 本题测量灯的功率，考查器材的选择、电路的连接、常见现象的分析、操作的过程、功率的计算等知识，是中考的热点问题，要熟练掌握．