Question

15．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓恒定為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常友光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規(guī)格為“5Ω，1A”．

（1）閉合開關(guān)前老師檢查發(fā)現(xiàn)小明同學(xué)連接的電路有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在錯誤的連線上畫“×”，用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確．
（2）連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，則電路中發(fā)生的故障是小燈泡短路（選填“小燈泡斷路”或“小燈泡短路”）；
（3）排除故障后，繼續(xù)進行實驗：閉合開關(guān)后，移動滑片P使燈泡L正常發(fā)光．此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率是0.6W；
（4）某同學(xué)還想探究電流與電阻的關(guān)系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數(shù)，在不更換其他器材的情況下，為了能夠完成實驗，他更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈的兩端；
（2）燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電路是通路，電壓表無示數(shù)，與電壓表并聯(lián)的部分出現(xiàn)了短路；
（3）當(dāng)燈泡電壓達到額定電壓時正常發(fā)光，讀出其正常發(fā)光時的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點與分壓原理確定更換的定值電阻R的阻值．

解答 （1）原圖中，燈被短路，電壓表串聯(lián)在電路中；將連接燈的右接線與電流表的左接線之間的導(dǎo)線改接在燈的右接線柱與電壓表左接線柱之間，如下圖所示；

（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，但電壓表有示數(shù)，說明在電壓表兩接線柱之間的電路是短路，所以出現(xiàn)故障的原因是小燈泡短路；
（3）當(dāng)燈泡電壓達到額定電壓時正常發(fā)光，電流表使用0-0.6A量程，分度值為0.02A，由乙圖，其正常發(fā)光時的電流為0.24A，所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）電源電壓為6V，電阻兩端電壓為U_定=2V，滑動變阻器分的電壓為U_滑=6V-2V=4V，根據(jù)分壓原理，滑動變阻器接入電路的阻值為定值電阻阻值的$\frac{4V}{2V}$=2倍，即定值電阻為變阻器阻值的$\frac{1}{2}$，因滑動變阻器最大阻值為50歐姆，因此定值電阻最大阻值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω．
故答案為：
（1）如上圖所示；
（2）小燈泡短路；
（3）0.6；
（5）25．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、故障的分析、額定功率的計算、控制變量法及探究電流與電阻的關(guān)系實驗中對器材的要求等知識，綜合性較強，有一定難度．