Question

6．小強(qiáng)同學(xué)參加科學(xué)實(shí)驗(yàn)練習(xí)時(shí)發(fā)現(xiàn)有個(gè)小燈泡上標(biāo)有“0.3A”的字樣，但是上面的電壓值已經(jīng)模糊不清，他想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量該小燈泡的額定電功率，圖甲為他所連的實(shí)驗(yàn)電路（滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω）．

（1）請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上用劃線當(dāng)導(dǎo)線完成實(shí)物圖的連接．
（2）他將電路連接完整，檢查無誤后閉合開關(guān)，直接讀得電流表示數(shù)如圖所示，電壓表示數(shù)為2V，則此時(shí)小燈泡的電阻是10Ω．
（3）為了沒得小燈泡的額定電功率，他移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，此時(shí)他應(yīng)該注視電壓表表的示數(shù)．當(dāng)滑片移到中點(diǎn)時(shí)恰好符合要求，那么該小燈泡的額定電功率是1.35W（電源電壓不變）．
（4）小強(qiáng)在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)變阻器滑片時(shí)，小燈泡突然熄滅．經(jīng)判斷，電路故障是小燈泡或電流表被燒壞．查找故障時(shí)，在不拆開電路的情況下，他把一根導(dǎo)線接在電流表兩端，小燈泡仍不發(fā)光，可判斷電路故障是燈泡斷路．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，并要接一上一下；
（2）由圖乙所示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，然后由歐姆定律求出燈泡電阻．
（3）剛閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，根據(jù)電流表、電壓表的示數(shù)及歐姆定律的知識(shí)計(jì)算出電源電壓；
根據(jù)乙圖讀出電流表的示數(shù)，等于燈泡的額定電流，根據(jù)U-IR計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電壓，由電源電壓及串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)計(jì)算出燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定功率．
（4）燈泡突然熄滅，可能是由于電流表或燈泡被燒壞造成的，根據(jù)電路現(xiàn)象分析電路故障原因．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，已接了上面一個(gè)接線柱，應(yīng)再接下面一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.2A，燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（3）剛閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值為50Ω，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=IR_滑=0.2A×50Ω=10V，則電源電壓為U=10V+2V=12V；
通過燈泡的電流等于其額定電流0.3A時(shí)燈泡正常發(fā)光，滑片在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)處，所以R_滑=25Ω
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=IR_滑=0.3A×25Ω=7.5V，燈泡的額定電壓U=12V-7.5V=4.5V，P=UI=4.5V×0.3A=1.35W；
（4）小燈泡或電流表被燒壞，不拆開電路，把一根導(dǎo)線接在電流表兩端，電流表被短路，此處電路是通路，小燈泡仍不發(fā)光，說明燈泡發(fā)生斷路．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）10Ω；（3）1.35；（4）燈泡斷路．

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了對(duì)額定功率的理解，電流表的讀數(shù)及電功率的計(jì)算，同時(shí)考查了歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，計(jì)算出電源電壓是解決此題的關(guān)鍵．