Question

（2012?武漢模擬）小明和小紅二位同學(xué)各自進(jìn)行“測定小燈泡電功率”的實驗．實驗中使用的小燈均標(biāo)有“3.8V”字樣，所用電源和滑動變阻器相同．

①小明按圖（a）正確連接電路，并將變阻器的滑片移至最右端．閉合電鍵后，三個電表的示數(shù)如圖（b）、（c）、（d）所示，則他們所用的電源電壓為

6

伏．接著他移動變阻器的滑片，當(dāng)小燈正常發(fā)光時，觀察到變阻器的滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為最大阻值的一半），小燈的額定功率為

0.836

瓦．
②小紅連接的電路如圖所示，圖中尚有一根導(dǎo)線未連接，請用筆線代替導(dǎo)線在圖中正確連接．要求：閉合電鍵S后，能使變阻器接入電路中的電阻最大．
正確連接電路后，小紅閉合電鍵，電路正常工作．一段時間后，三個電表中只有一個電表的示數(shù)變大．若電路中只有一處故障，且只發(fā)生在小燈L或變阻器R上，則示數(shù)變大的電表可能是

V₁（或V₂）

（選填“A”、“V₁”或“V₂”），此時電路中存在的故障可能是

變阻器R斷路（或燈L斷路）

．

Answer 1

分析：①由圖a可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測電路電流，電壓表V₁測燈泡電壓，電壓表V₂測電源兩端電壓，電壓表V₂示數(shù)應(yīng)大于電壓表V₁示數(shù)；由圖b與圖c可知，當(dāng)電壓表V₁量程是0～3V，電壓表V₂量程是0～15V時，電壓表V₂示數(shù)大于電壓表V₁示數(shù)；由圖示電壓表與電流表確定它們的量程與最小分度值，讀出它們的示數(shù)，確定電源電壓；然后由串聯(lián)電路的特點及歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，由串聯(lián)嗲忙了特點與歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．
②根據(jù)題目要求，把滑動變阻器串聯(lián)接入電路；常見的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)題意分析電路故障．

解答：解：①由圖a可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測燈泡電壓，電壓表V₂測電源兩端電壓，電壓表V₂示數(shù)應(yīng)大于電壓表V₁示數(shù)；由圖b、c所示電壓表可知，電壓表V₁指針偏轉(zhuǎn)角度大于電壓表V₂指針偏轉(zhuǎn)角度，則電壓表V₁量程是0～3V，最小分度值是0.1V，讀數(shù)U_V1=2V，電壓表V₂量程是0～15V，最小分度值是0.5V，電壓表讀數(shù)U_V2=6V，電源電壓U=U_V2=6V；由圖d所示電流表可知，電流表的量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表讀數(shù)I=0.2A；
閉合開關(guān)時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U_V2-U_V1=6V-2V=4V，
滑動變阻器的最大阻值R_滑=

U滑

I

=

4V

0.2A

=20Ω；
由題意知，燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑′=

20Ω

2

=10Ω，
滑動變阻器兩端的電壓U_滑′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，
此時電路電流I′=

U滑′

R滑′

=

2.2V

10Ω

=0.22A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W．
②把滑動變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路，當(dāng)滑動變阻器接左下接線柱時，閉合電鍵S后，能使變阻器接入電路中的電阻最大，電路圖如圖所示：
由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表V₁測滑動變阻器兩端電壓，電壓表V₂測燈泡兩端電壓，電流表測電路電流；如果燈泡短路，則電流表與電壓表V₁示數(shù)都變大，不符合題意；如果滑動變阻器短路，則電流表與電壓表V₂示數(shù)都變大，不符合題意；如果燈泡斷路，則電流表與電壓表V₂示數(shù)都變小，示數(shù)為零，電壓表V₁示數(shù)變大，符合題意；如果滑動變阻器斷路，則電流表與電壓表V₂示數(shù)都變小，電壓表V₁示數(shù)變大，符合題意；
故答案為：①6；0.836；②電路圖如圖所示；V₁（或V₂）；變阻器R斷路（或小燈L斷路）．

點評：①本題考查了求電源電壓與燈泡額定功率，分析清楚電路結(jié)構(gòu)，明確各電路元件的連接方式、確定兩個電壓表的量程、讀出它們的示數(shù)是本題的難點，也是正確解題的前提與關(guān)鍵．
②本題考查了連接電路圖、分析電路故障，連接電路圖時，要符合題目要求；知道常見的電路故障、根據(jù)電路故障現(xiàn)象即可正確找出電路故障．