Question

5．在測量小燈泡的電功率的實驗中，小燈泡的額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間．所提供的器材有：電流表、電壓表、電源（電壓恒為6V）、開關、滑動變阻器（50Ω，1A）各一個，導線若干．

（1）如圖甲所示是小明沒有連接完的實物電路，請用筆畫線代替導線將實物圖補充完整．
（2）閉合開關前，甲圖中的滑片應位于右（左/右）端；閉合開關無論怎樣移動變阻器滑片，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C．
    A．燈泡短路      B．滑片P接觸不良      C．燈泡斷路      D．電阻器短路
（3）排除故障，閉合開關，移動滑片，當電流表的示數(shù)為0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為4V，小燈泡的額定功率為1.2W．
（4）小亮利用該電路探究電流跟電阻的關系，他將小燈泡換成多個定值電阻，每一次都保持電壓表示數(shù)為2V，在一次的操作中，小亮把定值電阻R換上20Ω的電阻時，未調(diào)節(jié)滑片就讀取電流表的示數(shù)為0.15A，小亮上一次接入的定值電阻R是10Ω．
（5）實驗結束后，他的操作應該是C．
    A．先拆除電流表和電壓表，再斷開開關        B．先斷開開關，再拆除電流表和電壓表
    C．先斷開開關，再拆除電源兩端的導線        D．先拆除電源兩端的導線，再斷開開關．

Answer 1

分析 （1）由電路圖可知，電壓表連線不完整，根據(jù)題意確定電壓表量程，電壓表應與燈泡并聯(lián)．
（2）為保護電路，連接電路時，應斷開開關，一般情況下將滑動變阻器串聯(lián)在電路中滑動變阻器接入電路的阻值應為最大阻值．
小燈泡不亮，原因有二：斷路或短路．具體故障根據(jù)電流表或電壓表示數(shù)確定．
（3）由圖乙確定電壓表量程與分度值，讀出電壓表示數(shù)，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的功率．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的分壓作用和R=$\frac{U}{I}$計算出電阻；
（5）整理器材時先斷開開關，再拆斷電源的導線．

解答 解：（1）燈泡額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間，則燈泡額定電壓U=IR在3V～4.5V間，電壓表應選0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖1所示：

（2）連接電路時開關應斷開；閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P滑至右端；閉合開關，燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的，電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源相連通，測量電源電壓，則與電壓表并聯(lián)的燈絲斷了，電壓表串聯(lián)在電路中，即燈泡斷路．
（3）電壓表量程是0～15V，由圖乙可知，電壓表分度值是0.5V，電壓表示數(shù)是4V，燈泡額定功率P=UI=4V×0.3A=1.2W；
（4）定值電阻兩端的電壓為：U_R=IR=0.15A×20Ω=3V，U_滑=U-U_R=6V-3V=3V，根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓作用R=R_滑=20Ω，
上一次電路的電流為：I′=$\frac{{{U}_{滑}}^{′}}{R}$=$\frac{U-{U}_{{R}^{′}}}{R}$=$\frac{6V-2V}{20Ω}$=0.2A，則上一次的電阻為R′=$\frac{{U}_{{R}^{′}}}{{I}^{′}}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω；
（5）整理器材時先斷開開關，再拆斷電源的導線，故選C．
故答案為：（1）電路連接上圖所示：（2）右；C（3）4；1.2；（4）10；（5）C．

點評 本題考查了連接電路圖、故障分析、電壓表讀數(shù)、求燈泡功率、電阻的計算、器材的整理等問題，屬于常見題型，知識點較多，但難度不很大．