Question

【題目】為了測量一個“12V、5W”的小燈泡在不同電壓下的功率，給定了以下器材，電源：12V，內阻不計；電流表：0~0.6A，內阻可忽略；電壓表：0~15V，內阻很大； 滑動變阻器：阻值范圍 0~20Ω，允許最大電流 1A； 開關一個，導線若干。電路連接如圖甲所示。實驗時要求加在燈泡兩端的電壓可從 0 調到 12V：

(1)此電路圖沒有連接完，請補充完整電路圖；

（_______）

(2)連接電路時，要斷開開關，在閉合開關之前，變阻器的滑片 P 應置于最______端；（選填“左”或“右”）

(3)正確連接好實驗電路，檢查連接無誤后，閉合開關 S，卻發現燈泡不發光，電流表無示數，電壓表示數為 12V，可能發生的故障是______；

A.滑動變阻器處斷路 B.燈座接線短路

C.小燈泡的燈絲斷了 D.開關接觸不良

(4)某位同學測得小燈泡的電流電壓圖像如圖乙所示。某次測量時，電流表指針位置如圖丙所示，電流表讀數為______A，此時小燈泡的實際功率為______W。

Answer 1

【答案】 右 C 0.4 2.4

【解析】

(1)[1]在實驗探究中，電流表應串聯在電路中，滑動變阻器與燈泡串聯時，接線柱應是“一上一下”的接法，而要求燈泡兩端的電壓可從0調到12V，那么變阻器還要直接接兩個下面的接線柱，且與燈泡所在的部分電路并聯，即變阻器采用分壓式接法。當變阻器滑片P置于最右端時，燈泡被短路，此時電壓表所測電壓為0，電路中只有變阻器在工作，且接入電路的阻值最大；而P置于最左端時，與燈泡串聯的變阻器的阻值為零，此時電壓表所測電壓為電源12V，所以電路圖連接如下：

(2)[2]在連接電路時，與燈泡串聯的變阻器接入電路中的阻值應最大，所以P應置于最右端。

(3)[3]實驗中，燈泡所在的支路是串聯連接，出現：燈泡不發光，電流表無示數，電壓表有示數，表示電路出現斷路，但電壓表與電源連接沒有斷開，則B選項可排除。若是只是變阻器斷路，當滑片置于最右端時，整個電路都斷路，則電壓表也無示數，當滑片置于最左端時，兩電表都有示數，則A選項可排除；若開關接觸不良，則整個電路斷路，兩電表無示數，所以D選項排除；而小燈泡出現斷路時，電壓表測的電源電壓，所以C選項正確。

(4)[4]由題意知電流表接的是0~0.6A的量程，結合圖丙知，電流表的讀數為0.4A。

[5]當燈泡的電流為0.4A時，由圖乙知，此時燈泡兩端的電壓為6.0V，燈泡此時的實際功率

P=UI=6.0V×0.4A=2.4W