Question

小红同学做“测定小灯电功率”的实验．实验中使用的小灯标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“20Ω　2A”字样．
（1）小红连接的电路如图1所示，图中尚有一根导线未连接，请用笔线代替导线在图中正确连接．要求：若将滑动变阻器的滑片向右移动，闭合电键S后，能使它接入电路中的电阻最大． （用2B铅笔在答题纸的相应位置连线）

（2）小红实验步骤正确，闭合电键后，发现小灯发光较暗，电流表、电压表的示数如图2所示，他所用的电源电压为______伏．接着他移动变阻器的滑片，当观察到电压表的示数为______伏时，小灯正常发光．若此时变阻器的滑片恰好在中点上（即它接入电路的电阻为10欧），小灯的额定功率为______瓦．
（3）小红正确连接电路，闭合电键，移动变阻器的滑片，观察到小灯始终不亮，电压表的示数为零．若电路中只有一处故障且只发生在小灯或滑动变阻器上，电路中存在的故障可能是______（请将所有可能填写完整），小红想通过电流表的示数进一步确定故障，请判断他能否查找出电路的故障，并说明理由______．

Answer 1

解：（1）将滑动变阻器串联在电路中，若将滑动变阻器的滑片向右移动，闭合电键S后，能使它接入电路中的电阻最大，则滑动变阻器的下面应接左边的接线柱，如图所示：

（2）由题意知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.2V；
电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
刚闭合开关时，滑动变阻器的阻值等于20Ω，则U_滑=IR_滑=0.24A×20Ω=4.8V；
U=1.2V+4.8V=6V
灯泡的额定电压等于2.5V，所以当灯泡两端的电压等于2.5V时，灯泡正常发光；
此时滑动变阻器两端的电压为U_滑′=6V-2.5V=3.5V；
电路中的电流I′===0.35A
则灯泡的额定电流等于0.35A，所以P=UI=2.5V×0.35A=0.875W；
（3小灯始终不亮，电压表的示数为零，则可能是灯泡短路或滑动变阻器断路；
若电流表的示数为零，则是滑动变阻器断路；若电流表有示数，则是灯泡短路．
故答案为：（1）见上图；（2）6； 2.5； 0.875；（3）L短路或者R_滑断路；能，若电流表有示数，是L短路，若电流表无示数，是R_滑断路．
分析：（1）滑动变阻器串联在电路中，要接一上一下，滑动变阻器的滑片向右移动，能使阻值最大，则滑动变阻器的下面应接左边的接线柱；
（2）根据图2读出电流表和电压表的示数；
根据U=IR计算出滑动变阻器两端的电压，从而得出电源电压；
要测量灯泡的额定功率，应使灯泡两端的电压等于额定电压2.5V，计算出滑动变阻器两端的电压，根据I=计算出电路中的电流，便等于灯泡的电流，则可根据P=UI计算出灯泡的额定功率；
（3）观察到小灯始终不亮，电压表的示数为零，则可能是灯泡短路或电路其它地方断路；
若灯泡短路，则电流表应有示数；若电路其它地方断路，则电流表示数应为零．
点评：此题是“测定小灯电功率”的实验，考查了滑动变阻器的连接，电流表、电压表的读数及电功率的计算，考查了对额定功率的理解，特别是欧姆定律在串联电路中的应用，同时考查了电路故障的分析，便于在实际操作中进行应用．