Question

测量“灯泡的电功率”的实验中，已知电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡的电阻约为10ΩΩ，滑动变阻器上标有“20Ω  1A”字样．如图1是小向同学没有连接完的实物电路．

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路连接完整．

（2）在连接实物图的过程中，开关应该处于      状态，滑动变阻器的滑片应置于      端，该实验的原理是      ．

（3）实验中，小向同学连接好电路后，闭合开关，移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是      ．

（4）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一点，电压表的示数如图2甲所示，为      V，要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向      端滑动（填“左”或“右”）．

（5）当小灯泡正常发光时，电流表的示数如图2乙所示，电流表的读数是      A，小灯泡的额定功率是      W．

Answer

（1）如图所示；（2）断开；右；P=UI；（3）灯泡断路；（4）2.2；左；（4）0.24；0.6．

【解析】

试题分析：（1）由灯泡的额定电压和电阻求出电流，确定电流表的量程．

电流表与灯泡串联，注意正负接线柱．

滑动变阻器选择一上一下接线柱串联在电路中．

（2）连接电路时，开关处于断开状态和滑动变阻器处于最大阻值处都能保护电路；实验原理是P=UI；

（3）灯泡不亮可能是灯泡断路或灯泡以外的地方断路或灯泡短路，灯泡断路时，电路断路，电路中没有电流，电流表无示数，电压表串联在电路中，电压表测量电源电压；

灯泡短路时，电路总电阻减小，电路电流增大，电流表示数增大，电压表测量导线电压，示数为0．

灯泡以外的地方断路，整个电路都处于断开状态，灯泡不亮，电压表和电流表都没有示数．

（4）电压表和电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．

要测灯泡的额定功率，要使灯泡在额定电压下工作，灯泡电压从2.2V增大到2.5V，

灯泡电流要增大，减小电路电阻，减小滑动变阻器连入电路的电阻．

（5）知道灯泡正常工作时的电压和电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率．

【解析】
（1）电路最大电流为：I===0.25A＜0.6A，

所以电流表选择0～0.6A，电流表与灯泡串联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出．

滑动变阻器已经选定了上面接线柱，任意选择下面一个接线柱串联在电路中．如图．

（2）连接电路时，为防止电流过大烧坏电路元件、保护电路开关处于断开状态，滑动变阻器处于最大阻值处；根据P=UI，分别测出小灯泡两端的电压和电流，计算出电功率．

（3）灯泡不亮，电流表无示数，电路断路，电压表有示数，所以灯泡断路，电压表串联在电路中，测电源电压．

（4）电压表选择0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2.2V．

要测灯泡的额定功率，灯泡两端电压为2.5V，使灯泡两端电压由2.2V增大到2.5V．

电路电流要增大，电路电阻要减小，滑动变阻器连入电路的电阻减小，滑动变阻器接右半段，所以滑片左移．

（5）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.24A，

P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．

故答案为：（1）如图所示；（2）断开；右；P=UI；（3）灯泡断路；（4）2.2；左；（4）0.24；0.6．

【点评】对于故障问题，在连接好电路，刚刚闭合开关时，灯泡不亮，可能是电流太小，可能是灯泡断路或短路．

先通过移动滑动变阻器滑片判断是通路还是故障，再由电流表示数判断是短路还是断路，再由电压表判断故障的具体位置．