Question

某同學(xué)做“測定小燈泡功率”的實驗，他電路連接正確，實驗步驟正確．他閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈不亮，電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)為4.5伏，則此故障可能為______（選填“小燈短路”、“小燈斷路”或“滑動變阻器斷路”）．他排除故障后重新開始實驗，閉合電鍵，電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5伏和0.15安．他移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)變化0.05安時，小燈正常發(fā)光，滑片的位置恰好在變阻器的中點上，則小燈的額定電流為______安，額定功率為______瓦．

Answer 1

【答案】分析：燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，那么電壓表將串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表將測量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
根據(jù)閉合開關(guān)時，電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A可求出所用滑動變阻器的最大阻值R，然后即可知滑片恰好在變阻器的中點時的阻值，再根據(jù)當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電路中的電流即為燈泡的額定電流，利用U=IR求出滑動變阻器兩端電壓，用電源電壓減去滑動變阻器兩端電壓即為燈泡兩端電壓，再利用P=UI即可求出小燈泡的額定功率．
解答：解：由分析可知，燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表將測量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0；燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，那么電壓表將串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓，電源電壓正好為4.5V；
故答案為：小燈泡斷路．
由“電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A”可知，電路中的電流I=0.15A，小燈泡兩端的電壓1.5V，此時滑動變阻器的阻值最大，則R==20Ω，
因為當(dāng)電流表示數(shù)變化0.05安時，小燈泡正常發(fā)光，因此小燈泡的額定電流為0.05A，此時滑片恰好在變阻器的中點上所以滑動變阻器兩端電壓U₁=I×R=0.05A××20Ω=0.5V，
則小燈泡的額定功率為P=U_L×I=（4.5V-0.5V）×0.05A=0.2W．
故答案為：小燈斷路，0.05，0.2．
點評：此題涉及到的知識點較多，綜合性較強，特別是在“小明排除故障后按照正確的操作進行實驗，當(dāng)他閉合開關(guān)時”，此時滑動變阻器的阻值最大，由此即可計算出滑動變阻器的最大阻值，然后問題迎刃而解，切不可利用“電壓表、電流表的示數(shù)分別為1.5V和0.15A”去求小燈泡的電阻．