Question

（2011?平房區(qū)一模）某物理活動小組的同學(xué)們要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定電功率．
提供的器材有：電源（12V），電壓表（0～3V和0～15V）一塊，電流表（0～0.6A和0～3A）一塊，滑動變阻器（100Ω  1.5A）和（50Ω  2A）各一個，開關(guān)一個，導(dǎo)線若干．

（1）①他們設(shè)計了如圖甲所示的電路，按照電路圖將乙實物圖連接了一部分，請你把它連接完整．（用筆畫線代替導(dǎo)線，導(dǎo)線不許交叉）
②小組同學(xué)正確連接電路，檢查無誤后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表幾乎無示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近電源電壓，其原因可能是

燈泡斷路

．
（2）請簡述測量小燈泡額定功率的實驗過程．
（3）根據(jù)測量的數(shù)據(jù)他們描繪出了如圖丙所示的圖象，請通過計算說明，他們實驗時采用的是哪個規(guī)格的滑動變阻器？

Answer 1

分析：（1）①要測量燈泡額定功率，必須使電壓表與燈泡并聯(lián)測量兩端電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測量通過的電流，滑動變阻器采用“一上一下”的接法與燈泡串聯(lián)；
②閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈L不亮、電壓表示數(shù)接近電源電壓、電流表幾乎無示數(shù)，說明電壓表與電路串聯(lián)，此時電壓表分擔(dān)電源電壓；如果是燈短路，則電壓表也短路，無示數(shù)，據(jù)此確定故障原因；
（2）用電器在額定電壓下是功率為額定功率．測量燈泡額定功率的原理是P=UI，所以測量過程為：組成測量電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡正常發(fā)光，記下額定電壓和額定電流，利用公式P=UI計算額定功率；
（3）由圖象可知電路最小電流，也就是此時電路總電阻最大，即滑動變阻器接入電路的電阻最大；同時知道此時燈泡兩端電壓和電源電壓，所以得到滑動變阻器兩端電壓；已知滑動變阻器兩端電壓和通過的電流，利用公式R=

U

I

得到滑動變阻器接入電路的電阻，據(jù)此確定滑動變阻器的規(guī)格．

解答：解：
（1）①已知燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表選擇0～3V量程，電流表選擇0～0.6A量程，滑動變阻器已經(jīng)連接了右下方的接線柱，再選擇左上方的接線柱與燈泡串聯(lián)．電路連接如下：
②閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈L不亮、電壓表示數(shù)接近電源電壓、電流表幾乎無示數(shù)．如果是燈短路，則它兩端的電壓表也被短路，無示數(shù)；只有燈斷路，電壓表與電路串聯(lián)，電壓表分擔(dān)電源電壓，其示數(shù)接近電源電壓，燈不亮，電流表無示數(shù)．所以故障原因為燈泡斷路；
（2）按圖連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出此時電流表示數(shù)為I．根據(jù)P=UI計算小燈泡的額定功率；
（3）由圖象可知，電路中電流最小為0.15A，此時滑動變阻器連入電路中的阻值最大．
此時燈泡兩端電壓為1V，所以滑動變阻器兩端電壓為11V．
此時滑動變阻器電阻：R=

U

I最小

=

11V

0.15A

=73Ω，
所以應(yīng)該選擇規(guī)格為（100Ω  1.5A）的滑動變阻器．
故答案為：
（1）①電路連接如下圖：
；
②燈泡斷路；
（2）按圖連接電路，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，使電壓表示數(shù)為2.5V，讀出此時電流表示數(shù)為I．根據(jù)P=UI計算小燈泡的額定功率；
（3）選擇規(guī)格為（100Ω  1.5A）的滑動變阻器．

點(diǎn)評：此題考查了實物圖的連接、電路故障的分析、測量燈泡額定功率的過程和滑動變阻器規(guī)格的確定，其中確定滑動變阻器的規(guī)格是難點(diǎn)，需要掌握串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，正確從圖象中提取有用的信息是突破此題的關(guān)鍵．