Question

16．小明同學(xué)利用兩節(jié)干電池、電壓表、電流表、滑動變阻器（規(guī)格有“20Ω  1A”和“50Ω  0.5A”）等器材，測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率．
（1）小明按如圖1所示連接電路，此時開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．

（2）電路連接完成后，另一同學(xué)指出其中有一處連線錯誤，請在錯誤連線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫上正確的連線．
（3）閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)置于最右（選填“左”或“右”）端；閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P的過程中，觀察到電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，且電壓表無示數(shù)，則可能出現(xiàn)的故障是燈泡短路．
（4）排除故障后閉合開關(guān)，多次改變滑片P的位置，測得多組電壓、電流值，并據(jù)此繪出如圖2所示的I-U圖象．由圖象可知，當(dāng)移動滑片P使電壓表示數(shù)如圖3時，小燈泡的電阻為7.5Ω，為使小燈泡正常發(fā)光，滑片P應(yīng)向左（選填“左”或“右”）端移動；小燈泡的額定功率是0.625W，所選滑動變阻器規(guī)格為20Ω 1A．

Answer 1

分析 （1）連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)；
（2）本實驗中電流表、燈泡和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路，電壓表測燈泡兩端電壓，由此根據(jù)實物連接情況分析并改正；
（3）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路存在斷路；電流表有示數(shù)，說明電路是通路；電壓表無示數(shù)，說明與電壓表并聯(lián)電路斷路了；
（4）由圖3讀出電壓表示數(shù)，由圖2圖象讀出此時燈泡電流，由R=$\frac{U}{I}$計算此時燈泡電阻；
燈泡要正常工作其電壓應(yīng)達(dá)到額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動方向；
由圖象讀出燈泡正常發(fā)光時的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算燈泡正常發(fā)光時變阻器連入阻值從而確定變阻器規(guī)格．

解答 解：
（1）為了保護(hù)電路，連接電路時應(yīng)斷開開關(guān)；
（2）測小燈泡的額定功率的實驗中，電流表、燈泡和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)接入電路，電壓表測燈泡兩端電壓，由圖1可知，電壓表串聯(lián)入電路，變阻器與燈泡并聯(lián)了，修改情況如圖所示：
；
（3）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前將滑動變阻器的滑片調(diào)到接入最大值右端；
閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電壓表無示數(shù)，故障的原因可能是：燈泡短路；
（4）由圖3可知，電壓表使用0-3V量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.5V．由圖象可知此時通過燈泡的電流為0.2A，所以燈泡此時的電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
為使燈泡正常發(fā)光，需使燈泡兩端電壓增大到額定電壓2.5V，由串聯(lián)電路的分壓原理，需減小變阻器分得電壓，由圖可知滑片應(yīng)向左移動；
由圖象，燈泡電壓2.5V正常發(fā)光，此時電流為0.25A，
所以燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W；
電源為2節(jié)干電池組成，電源電壓為3V，
所以燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器連入電路的阻值為：R_滑=$\frac{U-U額}{{I}_{額}}$=$\frac{3V-2.5V}{0.25A}$=2Ω，所以變阻器選用規(guī)格為20Ω 1A．
故答案為：
（1）斷開；（2）見上圖；（3）右；燈泡短路；（4）7.5；左；0.625；20Ω 1A．

點評 本題考查了實物連接、注意事項、電路故障分析、滑動變阻器的調(diào)節(jié)，連接實物圖時，要注意電表量程的選擇，滑動變阻器的接法，注意電表正負(fù)接線柱等問題．