Question

實驗室現有以下器材：電壓為5V的電源、兩個量程的電流表、單量程（3V）的電壓表、導線、開關和滑動變阻器（規格分別為：“5Ω 0.3A”、“10Ω  0.6A”、“30Ω  0.6A”）．請你利用以上器材來測量一個標有“3.5V”小燈泡的功率（小燈泡電阻大約為10Ω）．
（1）為了保證電路各元件的安全，你需要選用的滑動變阻器的規格為______．
（2）如圖的實物圖缺少三根導線，請你用筆畫線代替導線，請將實物圖補充完整（導線不能交叉）．
（3）將電路連接完整并經檢查無誤后，閉合開關發現小燈泡發光暗淡、電流表有示數，而電壓表無示數，則出現該現象的原因可能是下面的哪一種情況？______（只填字母序號即可）
A、滑動變阻器某處斷路 B、小燈泡處發生斷路
C、滑動變阻器被短路 D、電壓表的某一個接線柱接觸不良
（4）如表是在正確操作情況下所測出的三組實驗數據，則小燈泡的額定功率為______W．
（5）按照教材中實驗操作要求，整個電路消耗的電功率最大可以達到______W．、

次數	電壓表的示數U/V	電流表的示數I/A
1	2.5	0.25
2	1.5	0.35
3	1	0.4

Answer 1

【答案】分析：（1）先由歐姆定律求出燈泡正常發光時的電流，然后根據串聯電路特點及歐姆定律求出此時接入電路的阻值，
根據滑動變阻器接入電路的阻值及滑動變阻器允許通過的電流確定滑動變阻器的規格；
（2）根據燈泡正常發光時的電流確定電流表的量程，滑動變阻器與電流表串聯接入電路，
電壓表并聯在滑動變阻器兩端，注意滑動變阻器的接法，注意電表正負接線柱不要接反；
（3）電壓表無示數，可能是與電壓表并聯的電路短路，或電壓表并聯電路之外電路存在斷路，
或電壓表接線柱接觸不良；燈泡發光，說明燈泡沒有短路；電流表有示數說明電路不存在斷路；
綜合分析可知，電路故障原因是：電壓表接線柱接觸不良；
（4）燈泡正常發光時，燈泡電壓等于燈泡的額定電壓，由串聯電路的特點求出電壓表的示數，
由表中數據找出該電壓對應的電流值，然后由P=UI求出燈泡的額定功率；
（5）根據題意求出電路的最大電流，然后由P=UI求出電路消耗的最大功率．
解答：解：（1）燈泡正常發光時的電壓等于額定電壓U_L=3.5V，此時電路電流約為
I===0.35A，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=5V-3.5V=1.5V，此時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑==≈4.3Ω，即燈泡正常發光時的電路電流約為0.35A，滑動變阻器接入電路的阻值約為4.3Ω，：規格為“5Ω 0.3A”的滑動變阻器額定電流小于電路電流，不能選該電阻；規格為“30Ω  0.6A”的滑動變阻器雖然額定電流符合要求，但最大阻值太大，不方便調節，故不選該變阻器；規格為“10Ω  0.6A”的滑動變阻器額定電流及最大阻值都符合要求，故選規格為“10Ω  0.6A”的滑動變阻器；
故答案為：“10Ω  0.6A”．
（2）燈泡額定電壓大于電壓表的量程，因此電壓表應與滑動變阻器并聯，燈泡正常發光時的電流為0.35A，
電流表選0.6A量程；滑動變阻器與電流表串聯接入電路，電壓表并聯在滑動變阻器兩端，電路圖如圖所示；
故答案為：電路圖如圖所示．
（3）閉合開關小燈泡發光暗淡、電流表有示數，而電壓表無示數，則出現該現象的原因可能是：
電壓表的某一個接線柱接觸不良，故選D；
故答案為：D．
（4）燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=5V-3.5V=1.5V，由表中數據可知，
此時電路電流I=0.35A；燈泡額定功率P=U_LI=3.5V×0.35A=1.225W；
故答案為：1.225．
（5）按題意要求：電路的最大電流為燈泡額定電流的1.2倍，I_最大=0.35A×1.2=0.42A，
電路消耗的最大功率P=UI=5V×0.42A=2.1W；
故答案為：2.1．
點評：本題考查了連接實物圖、選擇實驗器材、電路故障分析、求燈泡的額定功率、求電路功率等問題；連接電路圖時，要根據所給電壓表的量程及燈泡的額定電壓確定電壓表在電路中的位置，這是連接實物圖的難點，也是組圖的關鍵．