Question

13．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，小柳同學(xué)連接的電路如圖甲所示，所用小燈泡額定電壓為2.5V，電源電壓保持不變．

（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開（選填“閉合”或“斷開”），應(yīng)將滑片P放在變阻器的B（選填“A”或“B”）端，電壓表應(yīng)選用的量程是0～3V（選填“0～3V”或“0～15V”）．
（2）連接電路后，閉合開關(guān)，小柳發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，但小燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，故障的原因可能是燈泡短路．（寫出一種）
（3）故障排除后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片P，當(dāng)電流表示數(shù)如圖乙所示時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為1A，該燈泡的額定功率是2.5W．
（4）小龍同學(xué)在測同樣規(guī)格的小燈泡電功率時，發(fā)現(xiàn)電流表3A的量程已損壞，只有0.6A的量程可用．小龍查資料，知道電流表內(nèi)部有電阻，電阻阻值很小，0.6A量程所對應(yīng)的內(nèi)部電阻阻值約為0.1Ω．為順利完成實驗，他設(shè)計了如圖丙所示電路，想把電流表的量程臨時改為1.2A．圖中ab是一根長20cm的錳銅電阻絲，總阻值約為0.2Ω，a端用一個夾子固定，另一個夾子可在ab間移動．
實驗室提供下列器材：
A．錳銅電阻絲ab長20cm，總阻值約為0.2Ω
B．滑動變阻器（0～10Ω）
C．滑動變阻器（0～50Ω）
D．蓄電池電壓24V
E．開關(guān)一個，夾子兩個，導(dǎo)線若干
①小龍實驗時應(yīng)選擇的滑動變阻器是C（填字母代號）．
②小龍實驗操作步驟如下：
Ⅰ按照圖丙連接電路，滑動變阻器的滑片放在電阻最大的位置，開關(guān)處于斷開狀態(tài)，同時斷開錳銅電阻絲b端的夾子；
Ⅱ閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表的示數(shù)為0.6A；
Ⅲ保持滑動變阻器接入電路的電阻不變，然后接上并移動ab上的夾子，使電流表的示數(shù)為0.3A．
這樣電流表的量程就臨時改為了1.2A．

Answer 1

分析 （1）為了保護(hù)電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值；根據(jù)燈泡的額定電壓判斷電壓表的量程；
（2）燈泡不亮、電壓表無示數(shù)，說明燈泡發(fā)生了短路．
（3）由圖丙所示電表確定電表量程與分度值，讀出電表示數(shù)，然后根據(jù)p=UI算出功率．
（4）根據(jù)電流表的內(nèi)阻和錳銅電阻絲的電阻很小選擇滑動變阻器；滑動變阻器的滑片可以使電流表的示數(shù)為0.6A；
可以從擴(kuò)大電流表量程著手，連一個分流電阻．

解答 解：（1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；由電路圖知，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)置于B端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大；
因為燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表的量程為0～3V；
（2）閉合開關(guān)，小柳發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，但小燈泡不亮，說明電路沒有發(fā)生斷路，而是短路，又因為電壓表示數(shù)為零，所以與電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生短路；
（3）由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～3A，分度值是0.1A，電流表示數(shù)是1A；
小燈泡正常發(fā)光時的功率：P=UI=2.5V×1A=2.5W；
（4）①因為電流表的內(nèi)阻和錳銅電阻絲的電阻很小，為了保護(hù)電路，選擇電阻較大的滑動變阻器即0～50Ω的，故選C；
Ⅱ閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片以改變電路中的總電阻，根據(jù)歐姆定律I=$\frac{U}{R}$，可以使電流表的示數(shù)為0.6A；
Ⅲ把電流表擴(kuò)大一倍的量程，可以在電流表的兩端并聯(lián)一個分流電阻，分流電阻和電流表內(nèi)阻相等，從而使電流表的示數(shù)減半，故保持滑動變阻器接入電路的電阻不變，然后接上并移動ab上的夾子，使電流表的示數(shù)為0.3A．
故答案為：（1）斷開；B；0～3V；（2）小燈泡被短路；（3）1；25；
（4）①C；Ⅱ調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片；Ⅲ保持滑動變阻器接入電路的電阻不變，然后接上并移動ab上的夾子，使電流表的示數(shù)為0.3A．

點評 本題考查了實驗注意事項、電表讀數(shù)、求的電功率等問題，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；對電表讀數(shù)時，要先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與刻度線垂直．