Question

15．小紅用如圖甲所示的電路測(cè)定小燈泡的額定功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲的電阻約為6Ω，除了小燈泡外，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：電壓為6V的電源，電流表（0～0.6A  0～3A），電壓表（0～3V   0～15V），滑動(dòng)變阻器R₁（20Ω 1.5A），滑動(dòng)變阻器R₂（5Ω 1A），開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線(xiàn)若干．經(jīng)過(guò)分析．電流表選用了量程為0～0.6A的電流表．

（1）為保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，電壓表量程應(yīng)該選0-3V，滑動(dòng)變阻器應(yīng)該選滑動(dòng)變阻器R₁（20Ω 1.5A）；
（2）請(qǐng)用鉛筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)幫小紅把乙圖中實(shí)物連接圖補(bǔ)充完整；
（3）如圖甲，實(shí)驗(yàn)中由于某種原因，導(dǎo)致電壓表的示數(shù)變?yōu)榱�，電流表的示�?shù)增大，則電路可能出現(xiàn)的故障是電壓表短路或燈泡短路．

Answer 1

分析 （1）由小燈泡的額定電壓確定電壓表選用的量程，由歐姆定律，求出燈正常工作時(shí)的電流，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，求出當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器分得的電壓，再由歐姆定律求出變阻器連入的電阻，確定選用滑動(dòng)變阻器；
（2）電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，將變阻器滑片以左電阻絲連入電路中；
（3）電流表的示數(shù)變大，由歐姆定律，判斷電路中的電阻變化，根據(jù)電壓表的示數(shù)變?yōu)榱闩袛喙收系脑�因�?/p>

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程0-3V，燈絲的電阻約為6Ω，由歐姆定律，燈正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{{U}_{L}}{R}$=$\frac{2.5V}{6Ω}$≈0.42A；當(dāng)燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，由歐姆定律，變阻器連入的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{3.5V}{\frac{2.5V}{6Ω}}$=8.4Ω，故選用滑動(dòng)變阻器R₁（20Ω 1.5A）；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，將變阻器滑片以左電阻絲連入電路中，如下所示：

（3）實(shí)驗(yàn)中由于某種原因，電流表的示數(shù)增大，由歐姆定律，說(shuō)明電路中的電阻變小，而電壓表的示數(shù)變?yōu)榱�，則電路可能出現(xiàn)的故障是：電壓表短路或燈泡短路．
故答案為：（1）0-3V；滑動(dòng)變阻器R₁（20Ω 1.5A）；（2）如上所示；（3）電壓表短路或燈泡短路．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡的額定功率，考查器材的選擇、電路的連接、故障的分析等知識(shí)．