Question

两个小组在实验室分别做两个电学实验，可选器材有：干电池两节、开关、滑动变阻器（标有20Ω字样）、电流表（0～0.6A，0～3A两个量程）、电压表（0～3V，0～15V两个量程）、导线若干．
  小组一图1甲所示的实验电路，测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率．
  （1）闭合开关后，发现电流表和电压表示数都较小，小灯泡不发光，其原因可能是（ ）
A、灯泡L短路  B、灯泡L断路  C、变阻器断路  D、变阻器接入电路的阻值过大
  （2）调节滑片P的位置，当电压表示数为2.5V时，电流表示数如图1乙所示，该灯泡的额定功率为______W．
  小组二连接了与小组一相似的电路，但用一个约为5～15Ω电阻替换了灯泡，实验目的是用伏安法测该电阻的阻值R．
  （3）请在图2中用笔画线将电路连接完整．
  （4）小组二在完成实验后，组员小宇想尝试测量从家里带来的一只电阻的阻值R_X（约300Ω左右）．他们使用现有器材，仍用伏安法进行测量，发现电流表示数太小，无法准确读出电流大小，没能测出R_X．
  ①按图3连接电路，闭合开关，移动滑片P至a端，记下电压表示数为U₁；
  ②移动滑片P至b端，记下电压表示数为U₂；
  ③计算出：R_X=______（用字母R、U₁、U₂表示）．

Answer 1

【答案】分析：（1）灯泡不亮，可能是灯泡断路，或灯泡短路，或电路电流过小．根据各选项对应仪表的变化选出正确选项；
（2）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出通过灯泡的额定电流，然后根据P=UI可求出灯泡的额定功率；
（3）由电路图可知，开关、灯泡与滑动变阻器串联，滑动变阻器按一上一下的原则，电流表的量程为0～0.6A，连接时注意正负接线柱的连接．
（4）根据串联电路电压特点可知，滑片在a端时，滑动变阻器两端电压，然后利用欧姆定律求出电路中的电流，再根据R=求出被测电阻．
解答：解：（1）A、灯泡短路时，电路中电流更大，即电流表示数变大，电压表示数减小，不符合题意；
B、灯泡L断路时，电路中无电流，即电流表示数为零，电压表示数变大，不符合题意；
C、变阻器断路，电路中无电流，并且电压表无法与电源两极相连，即电流表示数为零，电压表示数为零；不符合题意；
D、变阻器接入电路的阻值过大时，电路中电流很小，并且灯泡两端分得的电压也很小，即电流表和电压表示数都较小，则灯泡的实际功率很小，因此不发光，符合题意．
故选D．
（2）当灯泡两端电压为额定电压2.5V时，灯泡正常发光，由图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，则此时通过灯泡的电流为0.28A，故灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
（3）电流表的负接线柱与滑动变阻器的任意上方接线柱连接，开关的右接线柱与滑动变阻器串联，如下图所示：

（4）滑片在a端时，滑动变阻器两端电压U=U₂-U₁，此时电路中的电流：I==，则被测电阻R_x==R．
故答案为：（1）D；（2）0.7；（4）=R．
点评：本题考查了电路故障分析、电流表读数、实物连接以及欧姆定律和电功率公式的应用，侧重考查了学生运用所学知识解决问题的能力和分析问题的能力．