Question

18．測定小燈泡電功率的實驗中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．

（1）用筆畫線代替導線，連接完整如圖所示的實物電路．
（2）閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)、電流表無示數(shù)，原因可能是小燈泡斷路 （寫出一種即可）．
（3）小明組的電流表已壞，他利用剩余器材和老師又給的一個阻值已知的定值電阻R₀和兩個開關(guān)S₁、S₂及導線，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你在圖2的虛線框內(nèi)畫出小明完成實驗設(shè)計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）在測小燈泡電功率的實驗中，電流表應與燈泡串聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓和正常發(fā)光時的電阻，利用歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，即可判斷電流表選擇的量程．
（2）電流表無示數(shù)，說明電路中有斷路故障；而電壓表有示數(shù)，說明電壓表的兩接線柱與電源兩極相連，據(jù)此分析電路故障；
（3）電流表損壞了，結(jié)合串聯(lián)電路的特點，用電壓表間接測出燈泡正常發(fā)光時定值電阻兩端的電壓，求出電路中的電流，然后求出燈泡的額定功率，據(jù)此設(shè)計實驗電路．

解答 解：（1）由歐姆定律可得，燈泡正常發(fā)光時的電流約為：I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應選擇0～0.6A量程，將電流表與燈泡串聯(lián)，實物電路如圖1所示：

（2）閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中有斷路故障；而電壓表有示數(shù)，說明電壓表的兩接線柱與電源兩極相連，所以故障可能是小燈泡斷路．
（3）電流表損壞了，結(jié)合串聯(lián)電路的特點，用電壓表間接測出燈泡正常發(fā)光時定值電阻兩端的電壓，利用歐姆定律求出電路中的電流，就可求出燈泡的額定功率；
所以，將燈泡、定值電阻R₀、滑動變阻器串聯(lián)，用電壓表分別測出燈泡正常發(fā)光時的電壓（閉合S、S₁，斷開S₂）、燈泡與定值電阻的總電壓（閉合S、S₂，斷開S₁），電路圖如圖2所示：

故答案為：（1）如上圖1所示；（2）小燈泡斷路；（3）如上圖2所示．

點評 本題考查了實物電路的連接、電路故障的分析、實驗電路的設(shè)計，難點是第3小題；應用串聯(lián)電路電流相等的特點以及串聯(lián)電路電壓的特點是設(shè)計實驗電路圖的關(guān)鍵．