Question

在用“伏安法測2.5V小燈泡的電阻”實(shí)驗(yàn)中．電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)而成，燈絲電阻大約10Ω左右，完成下列題目：
（1）請(qǐng)你將電壓表正確連入電路，完成電路的連接．并在框內(nèi)畫出電路圖．
（2）在連電路前開關(guān)應(yīng)

斷開

，滑動(dòng)變阻器的滑片移到圖甲中

左

端（填左或右）
（3）該實(shí)驗(yàn)的原理是

R=

U

I

，實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是

改變燈泡兩端的電壓

．
（4）實(shí)驗(yàn)中電壓表應(yīng)選

0～3V

量程，電流表應(yīng)選

0～0.6A

量程．
（5）若某次測量時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙所示，則電壓表的示數(shù)為

2.2

V，燈泡的電阻R_L=

11

Ω．燈泡的功率是

0.44

W．?
（6）小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路連接無誤． 閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表的指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外，電壓表的指針向左偏轉(zhuǎn)，發(fā)生該故障的原因是（1）

電流表選用量程較小

；（2）

電壓表的正負(fù)極接線柱接反了

．
（7）小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，電路連接無誤． 閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表的示數(shù)幾乎為零．該故障的原因可能是

小燈泡短路

．

Answer 1

分析：（1）由圖甲知，電壓表連線不完整，因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池，且小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選用0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)接入電路即可；根據(jù)實(shí)物圖畫實(shí)驗(yàn)的電路圖；
（2）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大．由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為右半部分電阻，據(jù)此判斷滑片位置；
（3）該實(shí)驗(yàn)的原理公式：R=

U

I

；移動(dòng)滑片位置可改變其連入電路中的電阻值，從而改變電路電流，從而改變燈泡兩端的電壓；
（4）因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池，且小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選用0～3V量程；根據(jù)公式I=

U

R

可以求出電路中的最大電流，判斷出電流表選用的量程；
（5）根據(jù)圖乙所示電壓表和電流表，確定電壓表和電流表的量程與最小分度值，由電壓表指針位置讀出電壓表和電流表示數(shù)；然后根據(jù)公式R=

U

I

求出燈泡的電阻；根據(jù)公式P=UI求出燈泡的功率；
（6）電流表指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外，說明電路中電流較大，可能是電流表選用的量程較��；電壓表指針反轉(zhuǎn)，說明電壓表的正負(fù)極接線柱接反了；
（7）電流表應(yīng)該是串在電路中，有示數(shù)，說明電燈不可能斷路；電壓表與燈并聯(lián)，燈不亮，且電壓表無示數(shù)，說明燈炮短路或是電壓表短路．

解答：解：（1）燈泡左端接線柱接電壓表負(fù)接線柱，燈泡右端接線柱接電壓表3V接線柱，實(shí)物連接圖如下圖所示；

按實(shí)物圖連接電路原理圖，如下圖所示．

（2）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為最大．由圖知滑動(dòng)變阻器接入電路的為右半部分電阻，可以判斷滑片在最左端時(shí)連入電路中的電阻最大；
（3）該實(shí)驗(yàn)的原理公式：R=

U

I

；移動(dòng)滑片位置可改變其連入電路中的電阻值，從而改變電路電流，從而改變燈泡兩端的電壓；
（4）因?yàn)殡娫词莾晒?jié)干電池，且小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表選用0～3V量程；電路中的最大電流：I=

U

R

=

3V

10Ω

=0.3A，所以電流表選用0～0.6A就足夠了；
（5）由圖乙知，電壓表量程是3V，最小分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V；電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A；
小燈泡的電阻：R=

U

I

=

2.2V

0.2A

=11Ω；
小燈泡的功率：P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
（6）電流表指針向右偏轉(zhuǎn)到最大刻度線以外，說明電路中電流較大，可能是電流表選用的量程較��；電壓表指針反轉(zhuǎn)，說明電壓表的正負(fù)極接線柱接反了；
（7）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表的指針明顯偏轉(zhuǎn)，電流表應(yīng)該是串在電路中，有示數(shù)，說明電燈不可能斷路；電壓表與燈并聯(lián)，燈不亮，且電壓表示數(shù)幾乎為零，說明燈炮短路或是電壓表短路．
故答案為：（1）實(shí)物圖、電路圖如上圖；（2）斷開；左；（3）R=

U

I

；改變燈泡兩端的電壓；（4）0～3V；0～0.6A；（5）2.2；11；0.44；（6）電流表選用量程較��；電壓表的正負(fù)極接線柱接反了；（7）小燈泡短路．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了：連接實(shí)物圖、畫實(shí)驗(yàn)的原理圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)及作用、電路故障分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道難題．
分析電路故障時(shí)，應(yīng)根據(jù)電流表、電壓表等電路元件狀態(tài)綜合分析，然后確定故障原因．指針滿偏，說明電流或電壓過大；指針偏轉(zhuǎn)角度較小，說明電流或電壓較��；指針反偏，說明正負(fù)接線柱接反了．