Question

16．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻约为10Ω，所用滑动变阻器的最大阻值为40Ω．
（1）请用笔画线代替导线在图甲中完成实物电路的连接；

（2）闭合开关前，应将滑动变阻器滑片P移至阻值最大处．
（3）同学们进行试触时，发现小灯泡不发光，电压表无示数，电流表有示数，则电路中发生的故障是小灯泡断路（选填“小灯泡断路”或“小灯泡短路”或“滑动变阻器处断路”）；
（4）某次实验中，同学们看到电压表示数为1.8V，要使小灯泡L正常发光应向A（选填“A”或“B”）端移动滑片，同时视线应注意观察电压表 （选填“电流表”或“电压表”）示数，当灯正常发光时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.6W；
（5）继续调节滑动变阻器的过程中，小灯泡突然熄灭，电压表示数变大（选填“变大”“变小”或“不变”），经检查发现灯丝烧断．
（6）某同学还想探究电流与电阻的关系，于是将甲图中的小灯泡换成定值电阻R，并使电压表的示数始终保持2V不变，多次更换阻值不同的定值电阻R，记录各次电流表的示数，在不更换其他器材的情况下，为了能够完成实验，他更换的定值电阻R的阻值不能大于20Ω．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物，特别注意电流表、电压表量程的选择和正负接线柱的接法，注意滑动变阻器的接法要一上一下．
（2）为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片要处于阻值最大处；
（3）灯泡不亮说明某处断路或灯短路，电压表有示数，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，说明灯泡断路，电流表无示数说明是某处断路或电流表短路．
（4）根据串分压的知识进行分析，在串联电路中，电阻越大分得的电压越多．在进行电流表的读数时，注意量程和分度值．将电压值和电流值代入公式P=UI计算出额定功率．
（5）灯泡突然烧断，灯泡断路，电压表两极直接与电源两极相连，电压表测电源电压，电压表示数变大
（6）根据串联电路特点与欧姆定律分析答题．

解答 解：
（1）根据电路图连接实物电路，先将串联的元件连接好，最后将电压表并联在灯泡两端．小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选择0～3V的量程；小灯泡正常发光电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表可选择0～0.6A的量程；如图所示：

（2）为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片要处于阻值最大处；
（3）①灯泡发生断路时，电压表的正负接线柱与电源正负极之间连接是连通的，电压表有示数；电压表的电阻很大，使得电路中的电流为0，电流表的示数为0，灯泡不亮，符合题意；
②灯泡短路，灯不亮，电压表示数为0，电流表有示数，不符合题意；
③滑动变阻器断路，电流表和电压表都无示数，不符合题意．
（4）根据已知条件，电压表示数为1.8V，说明小灯泡两端的电压太小，需增大灯泡两端的电压，则应减小滑动变阻器两端的电压，减小滑动变阻器连入电路的电阻，所以应向A端移动滑片，同时观察电压表的示数，使灯泡两端的电压为额定电压2.5V．
根据丙图，电流表的量程为0～0.6A，其分度值为0.02A，其读数为0.24A，
所以小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）灯丝突然烧断，灯泡断路，电压表两接线柱直接与电源两极相连，电压表测电源电压，电压表示数变大；
（6）电源电压为6V，电阻两端电压始终为2V，则滑动变阻器分压为4V，变阻器分得电压是定值电阻两端电压的两倍，则滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻阻值的两倍，滑动变阻器最大阻值为40Ω，因此定值电阻最大的阻值为20Ω．
故答案为：
（1）如图所示；（2）阻值最大处；（3）小灯泡断路；（4）A；电压表；0.6；（5）变大；（6）20．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、实验注意事项、电表读数、求灯泡功率等问题，连接电路图时要注意电表量程的选择；对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．