Question

（2012?黃浦區(qū)一模）小明同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗．他按圖正確連接電路，所用電源電壓為4.5伏且不變，小燈上標有“2.5V”字樣．
（1）該實驗中，串聯(lián)一個滑動變阻器的目的是為了

改變小燈兩端電壓

．
（2）閉合電鍵前，應(yīng)先將圖中滑動變阻器R的滑片P移至最

左

端（選填“左”或“右）．
（3）閉合電鍵后，他發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化．
①若燈L或變阻器R發(fā)生故障，則故障原因是

變阻器R斷路

．
②若燈L和變阻器R同時發(fā)生故障，則故障原因是

燈L和變阻器R同時斷路或燈L短路變阻器R斷路

．
（4）小明換用相同規(guī)格的完好器材按正確步驟重新實驗，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為0.2安，則小燈的額定功率為

0.5

瓦，此時變阻器R連入電路的電阻為

10

歐．

Answer 1

分析：（1）從實驗的實際過程出發(fā)考慮即可判斷；
（2）在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)打到最大的阻值處，所以據(jù)圖中所提示的變阻器進行分析判斷即可；
（3）閉合電鍵后，他發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化，即原來都有示數(shù)，閉合后示數(shù)不變，故說明兩電表示數(shù)都是0，故此電路是斷路，所以若是燈L或變阻器R發(fā)生故障，即是由于這兩個中的某一個發(fā)生斷路造成的；同時也有可能是由于上述兩個同時發(fā)生故障造成的，故據(jù)此分析即可判斷．
（4）小燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，故據(jù)公式P=UI計算即可；
知道此時的電源電壓，即可計算出此時的變阻器的電壓，在據(jù)串聯(lián)電路電流相等的關(guān)系，結(jié)合歐姆定律即可判斷．

解答：解：（1）在“測定小燈泡的電功率”實驗中，由于電源所提供的電壓不一定是燈泡的額定電壓，所以通過滑動變阻器的條件，我們可以讓燈泡的電壓為額定電壓或我們方便研究所用的電壓值，所以這里串聯(lián)一個滑動變阻器的目的是為了改變小燈兩端電壓；
（2）在閉合開關(guān)前滑片應(yīng)打到最大的阻值處，此時變阻器的滑片右邊的電阻絲接入電路，所以閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)打到最左邊；
（3）①閉合電鍵后，兩表示數(shù)不變，故說明兩電表示數(shù)都是0，故此電路是斷路，所以若是燈L或變阻器R發(fā)生故障，即只能是變阻器R斷路造成的，若是燈泡斷路，變阻器R完好，此時電流表無示數(shù)，但電壓表會有示數(shù)；
②此時若燈L和變阻器R同時發(fā)生故障，則故障原因是燈L和變阻器R同時斷路或燈L短路變阻器R斷路；
（4）發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈正常發(fā)光時電流表的示數(shù)為0.2安，即此時的電壓是2.5V，所以此時的功率是P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
由于電源電壓是4.5V，小燈泡的電壓是2.5V，故此時變阻器的電壓是4.5V-2.5V=2V，此時變阻器的電流是0.2A，
故變阻器接入電路的電阻是：據(jù)I=

U

R

得，R=

U

I

=

2V

0.2A

=10Ω；
故答案為：（1）改變小燈兩端電壓；（2）左；（3）①變阻器R斷路；②燈L和變阻器R同時斷路或燈L短路變阻器R斷路；（4）0.5；10．

點評：知道測量燈泡的功率是實驗過程，并能準確的判斷電路中的故障，且能結(jié)合歐姆定律進行相關(guān)的計算是解決該題 的關(guān)鍵．