【答案】
分析:(1)伏安法測功率的實(shí)驗(yàn)中,電壓表與燈泡并聯(lián)測燈泡電壓,電流表與燈泡串聯(lián)測燈泡電流.
在實(shí)物連接圖中找到錯誤之處:主要分析電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用,從電壓表和電流表的正負(fù)接線柱、量程、連接方式,滑動變阻器的接線柱和連入方式上逐條分析.
(2)燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路,燈泡斷路時,電路斷路,電路中沒有電流,電流表無示數(shù),那么電壓表將串聯(lián)在電路中,電壓表測量電源電壓;
燈泡短路時,電路總電阻減小,電路電流增大,電流表示數(shù)增大,電壓表將測量導(dǎo)線電壓,示數(shù)為0.
燈泡以外的地方斷路,整個電路都處于斷開狀態(tài),燈泡不亮,電壓表和電流表都沒有示數(shù).
(3)根據(jù)閉合開關(guān)時,電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A可求出所用滑動變阻器的最大阻值R,然后即可知滑片恰好在變阻器的中點(diǎn)時的阻值,再根據(jù)“小燈泡上標(biāo)有“0.2A”字樣和當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時,滑片恰好在變阻器的中點(diǎn)上”利用U=RI求出滑動變阻器兩端電壓,用電源電壓減去滑動變阻器兩端電壓即為燈泡兩端電壓,再利用P=UI即可求出小燈泡的額定功率.
解答:解:(1)由圖克知,滑動變阻器與燈泡并聯(lián)了,電壓表串聯(lián)在電路中了,應(yīng)將滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電壓表應(yīng)并聯(lián)在小燈泡兩端;將電流表負(fù)接線柱的導(dǎo)線與燈泡右端相連的導(dǎo)線去掉,將燈泡右端接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連;如下圖所示:
(2)由分析可知,燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路,燈泡短路時,電路總電阻減小,電路電流增大,電流表示數(shù)增大,電壓表將測量導(dǎo)線電壓,示數(shù)為0;
燈泡斷路時,電路斷路,電路中沒有電流,電流表無示數(shù),那么電壓表將串聯(lián)在電路中,電壓表測量電源電壓,電源電壓正好為4.5V;
故答案為:小燈泡斷路.
(3)由“電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A”可知,電路中的電流I=0.15A,小燈泡兩端的電壓U
燈=1.5V,滑動變阻器兩端的電壓U
R1=U-U
燈=4.5V-1.5V=3V,此時滑動變阻器的阻值最大,則R=
=
=20Ω,
因?yàn)椤爱?dāng)小燈泡正常發(fā)光時,滑片恰好在變阻器的中點(diǎn)上”所以此時U
R2=I
額×
=0.2A×
=2V,
U
燈額=U-U
R2=4.5V-2V=2.5V.
則小燈泡的額定功率為P=U
燈額I
額=2.5V×0.2A=0.5W.
故答案為:0.5;20.
點(diǎn)評:此題涉及到的知識點(diǎn)較多,綜合性較強(qiáng),在(3)特別要注意的是題目中隱含的條件,“小明排除故障后按照正確的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),當(dāng)他閉合開關(guān)時”,此時滑動變阻器的阻值最大,由此即可計(jì)算出滑動變阻器的最大阻值,然后問題迎刃而解,切不可利用“電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A”去求小燈泡的電阻.