Question

为了测量一个“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率，给定了以下器材，电源：12V，内阻不计；电流表：0~0.6A，内阻可忽略；电压表：0~15V，内阻很大； 滑动变阻器：阻值范围 0~20Ω，允许最大电流 1A； 开关一个，导线若干。电路连接如图甲所示。实验时要求加在灯泡两端的电压可从 0 调到 12V：

(1)此电路图没有连接完，请补充完整电路图；

（_______）

(2)连接电路时，要断开开关，在闭合开关之前，变阻器的滑片 P 应置于最______端；（选填“左”或“右”）

(3)正确连接好实验电路，检查连接无误后，闭合开关 S，却发现灯泡不发光，电流表无示数，电压表示数为 12V，可能发生的故障是______；

A.滑动变阻器处断路    B.灯座接线短路

C.小灯泡的灯丝断了    D.开关接触不良

(4)某位同学测得小灯泡的电流电压图像如图乙所示。某次测量时，电流表指针位置如图丙所示，电流表读数为______A，此时小灯泡的实际功率为______W。

Answer

右 C 0.4 2.4

【解析】

(1)[1]在实验探究中，电流表应串联在电路中，滑动变阻器与灯泡串联时，接线柱应是“一上一下”的接法，而要求灯泡两端的电压可从0调到12V，那么变阻器还要直接接两个下面的接线柱，且与灯泡所在的部分电路并联，即变阻器采用分压式接法。当变阻器滑片P置于最右端时，灯泡被短路，此时电压表所测电压为0，电路中只有变阻器在工作，且接入电路的阻值最大；而P置于最左端时，与灯泡串联的变阻器的阻值为零，此时电压表所测电压为电源12V，所以电路图连接如下：

(2)[2]在连接电路时，与灯泡串联的变阻器接入电路中的阻值应最大，所以P应置于最右端。

(3)[3]实验中，灯泡所在的支路是串联连接，出现：灯泡不发光，电流表无示数，电压表有示数，表示电路出现断路，但电压表与电源连接没有断开，则B选项可排除。若是只是变阻器断路，当滑片置于最右端时，整个电路都断路，则电压表也无示数，当滑片置于最左端时，两电表都有示数，则A选项可排除；若开关接触不良，则整个电路断路，两电表无示数，所以D选项排除；而小灯泡出现断路时，电压表测的电源电压，所以C选项正确。

(4)[4]由题意知电流表接的是0~0.6A的量程，结合图丙知，电流表的读数为0.4A。

[5]当灯泡的电流为0.4A时，由图乙知，此时灯泡两端的电压为6.0V，灯泡此时的实际功率

P=UI=6.0V×0.4A=2.4W