Question

在用“伏安法测2.5V小灯泡的电阻”实验中．电源由两节新干电池串联而成，灯丝电阻大约10Ω左右，完成下列题目：
（1）请你将电压表正确连入电路，完成电路的连接．并在框内画出电路图．
（2）在连电路前开关应______，滑动变阻器的滑片移到图甲中______端（填左或右）
（3）该实验的原理是______，实验中滑动变阻器的作用是______．
（4）实验中电压表应选______量程，电流表应选______量程．
（5）若某次测量时电压表和电流表的示数如图乙所示，则电压表的示数为______V，灯泡的电阻R_L=______Ω．灯泡的功率是______W．?
（6）小明同学在做实验时，电路连接无误． 闭合开关后，发现电流表的指针向右偏转到最大刻度线以外，电压表的指针向左偏转，发生该故障的原因是（1）______；（2）______．
（7）小明同学在做实验时，电路连接无误． 闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表的指针明显偏转，而电压表的示数几乎为零．该故障的原因可能是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由图甲知，电压表连线不完整，因为电源是两节干电池，且小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选用0～3V量程，电压表与灯泡并联接入电路即可；根据实物图画实验的电路图；
（2）连接电路前，开关应处于断开状态；滑动变阻器接入电路的阻值为最大．由图知滑动变阻器接入电路的为右半部分电阻，据此判断滑片位置；
（3）该实验的原理公式：R=；移动滑片位置可改变其连入电路中的电阻值，从而改变电路电流，从而改变灯泡两端的电压；
（4）因为电源是两节干电池，且小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选用0～3V量程；根据公式I=可以求出电路中的最大电流，判断出电流表选用的量程；
（5）根据图乙所示电压表和电流表，确定电压表和电流表的量程与最小分度值，由电压表指针位置读出电压表和电流表示数；然后根据公式R=求出灯泡的电阻；根据公式P=UI求出灯泡的功率；
（6）电流表指针向右偏转到最大刻度线以外，说明电路中电流较大，可能是电流表选用的量程较小；电压表指针反转，说明电压表的正负极接线柱接反了；
（7）电流表应该是串在电路中，有示数，说明电灯不可能断路；电压表与灯并联，灯不亮，且电压表无示数，说明灯炮短路或是电压表短路．
解答：解：（1）灯泡左端接线柱接电压表负接线柱，灯泡右端接线柱接电压表3V接线柱，实物连接图如下图所示；

按实物图连接电路原理图，如下图所示．

（2）连接电路前，开关应处于断开状态；滑动变阻器接入电路的阻值为最大．由图知滑动变阻器接入电路的为右半部分电阻，可以判断滑片在最左端时连入电路中的电阻最大；
（3）该实验的原理公式：R=；移动滑片位置可改变其连入电路中的电阻值，从而改变电路电流，从而改变灯泡两端的电压；
（4）因为电源是两节干电池，且小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表选用0～3V量程；电路中的最大电流：I===0.3A，所以电流表选用0～0.6A就足够了；
（5）由图乙知，电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V；电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.2A；
小灯泡的电阻：R===11Ω；
小灯泡的功率：P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
（6）电流表指针向右偏转到最大刻度线以外，说明电路中电流较大，可能是电流表选用的量程较小；电压表指针反转，说明电压表的正负极接线柱接反了；
（7）闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表的指针明显偏转，电流表应该是串在电路中，有示数，说明电灯不可能断路；电压表与灯并联，灯不亮，且电压表示数几乎为零，说明灯炮短路或是电压表短路．
故答案为：（1）实物图、电路图如上图；（2）断开；左；（3）R=；改变灯泡两端的电压；（4）0～3V；0～0.6A；（5）2.2；11；0.44；（6）电流表选用量程较小；电压表的正负极接线柱接反了；（7）小灯泡短路．
点评：本题考查了：连接实物图、画实验的原理图、滑动变阻器的调节及作用、电路故障分析、实验设计，考查的知识点较多，是一道难题．
分析电路故障时，应根据电流表、电压表等电路元件状态综合分析，然后确定故障原因．指针满偏，说明电流或电压过大；指针偏转角度较小，说明电流或电压较小；指针反偏，说明正负接线柱接反了．