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(2009?佳木斯)在做“测量小灯泡额定电压下的电阻”实验中小明用额定电压是2.5V的小灯泡做了如下实验:

(1)如图甲所示,电路由两节新干电池串联(3V)供电,闭合开关前,滑片P应滑到
B
B
点,他这样做的目的是
保护电路
保护电路

(2)正确连接完电路后,闭合开关,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡都不会发光,经分析可能有以下几种情况:
①若电流表有示数,则
灯泡短路
灯泡短路

②若电压表有示数,则
灯泡断路
灯泡断路

(3)故障排除后,闭合开关时,发现小灯泡两端的电压只有1.8V,滑动变阻器的滑片p应向
A
A
端移动,当电压表示数为
2.5
2.5
V,小灯泡正常发光,此时观察电流表的示数如图乙后所示,则小灯泡的电阻是
8.3
8.3
Ω.
(4)小红连接电路时误把电压表连错了位置,如图丙所示,她经过思考后认为这样也能测量小灯泡的额定功率,只要让电压表的示数为
0.5V
0.5V
即可.
分析:(1)闭合开关前,滑片处于最大阻值处,电路电阻最大,电流最小,对电路起保护作用.
(2)灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路,灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联在电路中,电压表测量电源电压;
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
灯泡以外的地方断路,整个电路都处于断开状态,灯泡不亮,电压表和电流表都没有示数.
(3)要使灯泡正常工作,灯泡两端电压需从1.8V增大到2.5V,要增大灯泡两端的电压,增大电路电流,减小电路总电阻,减小滑动变阻器连入电路的电阻,使电压表的示数为2.5V,读出电流表的示数,根据R=
U
I
计算灯泡电阻.
(4)滑动变阻器与灯泡串联,灯泡正常工作时,知道电源电压,根据串联电路电压特点,求出滑动变阻器电压,即电压表的示数.
解答:解:(1)滑动变阻器接入左半段,滑动变阻器的滑片处于B点,连入电路的阻值最大,电路电流最小,对电路起到保护作用.
(2)灯泡不亮,电流表有示数,电路通路,灯泡短路,电压表测导线电压,示数为0.
灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,电压表有示数,电压表与电源连通测电源电压,所以,灯泡断路.
(3)要使灯泡正常工作,使灯泡在额定电压2.5V时工作,
灯泡电压从1.8V增大到2.5V,灯泡电压最大,电流增大,电路中总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑动变阻器连入左半段,滑片向A端移动,使电压表示数为2.5V,
电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.3A,
R=
U
I
=
2.5V
0.3A
=8.3Ω.
(4)电压表并联在滑动变阻器两端,灯泡正常工作时,
滑动变阻器电压为:U=U-U′=3V-2.5V=0.5V,
所以测灯泡额定功率,只要让电压表示数为0.5V.
故答案为:(1)B;保护电路;(2)灯泡短路;灯泡断路;(3)A;2.5;8.3;(4)0.5V.
点评:(1)在电压表的一个量程损坏时,在电源电压一定时,经常把电压表与滑动变阻器并联,间接测量灯泡的电压.
(2)对于故障问题,在连接好电路,刚刚闭合开关时,灯泡不亮,可能是电流太小,可能是灯泡断路或短路.
先通过移动滑动变阻器滑片判断是通路还是故障,再由电流表示数判断是短路还是断路,再由电压表判断故障的具体位置.
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