2. 在“测量灯泡的电功率”实验中,电源电压为 3 V 且保持不变,灯泡额定电压为 2.5 V,电阻约为 10 Ω。
(1)请用笔画线代替导线,将图(a)中的实物电路连接完整。

(2)当小明按要求将图(a)所示的电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P 到某一点时,电流表示数[图(b)]为
(3)小华在连线时,不小心将线接错了,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片 P,发现电流表示数变大时,电压表示数变小,产生这种现象的原因是
若在此实验过程中出现了以下情况,试分析可能是由哪些原因造成的。
① 若无论怎样移动滑片,两电表示数及灯的亮度都无变化,其原因是
② 连接好电路,闭合开关时,若发现灯泡特别亮,其原因是
③ 若闭合开关后,电流表无示数,灯泡不亮,但电压表的示数接近电源电压,其原因是
④ 若闭合开关后,电压表无示数,灯泡不亮,但电流表有示数,其原因是
(1)请用笔画线代替导线,将图(a)中的实物电路连接完整。
(2)当小明按要求将图(a)所示的电路连接正确后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片 P 到某一点时,电流表示数[图(b)]为
0.2
A,电压表示数[图(c)]为2
V。若他想测量灯泡的额定功率,则应将图(a)中滑动变阻器的滑片 P 向右
(选填“A”或“B”)端移动,使电压表的示数为 2.5 V。(3)小华在连线时,不小心将线接错了,开关闭合后,移动滑动变阻器的滑片 P,发现电流表示数变大时,电压表示数变小,产生这种现象的原因是
电压表并接在滑动变阻器两端,所测电压不是灯泡两端的电压
。若在此实验过程中出现了以下情况,试分析可能是由哪些原因造成的。
① 若无论怎样移动滑片,两电表示数及灯的亮度都无变化,其原因是
滑动变阻器两个上端(或下端)接线柱接入了电路
。② 连接好电路,闭合开关时,若发现灯泡特别亮,其原因是
闭合开关前,没有将滑动变阻器的滑片调至阻值最大位置
。③ 若闭合开关后,电流表无示数,灯泡不亮,但电压表的示数接近电源电压,其原因是
灯泡所在的位置断路
。④ 若闭合开关后,电压表无示数,灯泡不亮,但电流表有示数,其原因是
灯泡短路
。答案:

0.2
2
B
电压表并接在滑动变阻器两端,所测电压不是灯泡两端的电压
滑动变阻器两个上
端(或下端)接线柱接入了电路
闭合开关前,没有将滑动变阻
器的滑片调至阻值最大位置
灯泡所在的位置断路
灯泡短路
0.2
2
B
电压表并接在滑动变阻器两端,所测电压不是灯泡两端的电压
滑动变阻器两个上
端(或下端)接线柱接入了电路
闭合开关前,没有将滑动变阻
器的滑片调至阻值最大位置
灯泡所在的位置断路
灯泡短路
解析:
【分析】
1. 电路连接:测量灯泡电功率的实验中,电路为串联电路,电流表串联、电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器需“一上一下”接线。先观察已连电路,电流表已串联,需将电压表并联在灯泡两端,结合电源电压和灯泡额定电压选择合适量程完成连线。
2. 电表读数:先确定电表量程,明确分度值后,根据指针位置读取数值。要使灯泡达到额定电压,需结合串联分压规律,通过移动滑动变阻器滑片改变电阻,调整灯泡两端电压。
3. 故障分析:根据电流、电压的变化及灯泡亮度,结合电路通路、断路、短路的特点推理故障原因:电流变大时电压表示数变小,说明电压表测量对象错误;其他故障需结合电表示数与电路状态的对应关系分析。
【解析】
(1) 实物电路连接:将电压表的“3”接线柱与灯泡未连接的接线柱相连,“-”接线柱与电流表的“-”接线柱(或电源负极)相连,使电压表并联在灯泡两端,连线如图(对应参考答案的连线图)。
(2) 电表读数与滑片调节:
电流表选用$0∼0.6\mathrm{A}$量程,分度值为$0.02\mathrm{A}$,指针指向$0.2\mathrm{A}$,故电流表示数为$\boldsymbol{0.2\mathrm{A}}$;
电压表选用$0∼15\mathrm{V}$量程时不符合电源电压,实际对应$0∼3\mathrm{V}$量程读数,指针指向$2\mathrm{V}$,故电压表示数为$\boldsymbol{2\mathrm{V}}$;
灯泡当前电压小于额定电压$2.5\mathrm{V}$,需增大灯泡两端电压,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器接入电阻,滑动变阻器接$B$接线柱,因此滑片向$\boldsymbol{B}$端移动,直至电压表示数为$2.5\mathrm{V}$。
(3) 电路故障分析:
电流表示数变大时电压表示数变小:电源电压不变,电流变大时滑动变阻器分压减小,说明电压表并联在滑动变阻器两端;
① 滑片移动时电表示数和灯亮度无变化:滑动变阻器接成定值电阻,即$\boldsymbol{滑动变阻器接了两个上端(或下端)接线柱}$,失去变阻作用;
② 闭合开关灯泡特别亮:$\boldsymbol{闭合开关前,滑动变阻器滑片未调至阻值最大处}$,电路初始电阻过小,电流过大;
③ 电流表无示数、灯泡不亮、电压表接近电源电压:$\boldsymbol{灯泡断路}$,电压表串联在电路中测量电源电压;
④ 电压表无示数、灯泡不亮、电流表有示数:$\boldsymbol{灯泡短路}$,电压表被短路,电路为通路。
【答案】
(1) 如图所示(对应参考答案的连线图)
(2) $\boldsymbol{0.2}$;$\boldsymbol{2}$;$\boldsymbol{B}$
(3) 电压表并联在滑动变阻器两端;
① 滑动变阻器接了两个上端(或下端)接线柱;
② 闭合开关前,滑动变阻器滑片未调至阻值最大处;
③ 灯泡断路;
④ 灯泡短路
【知识点】
1. 测量小灯泡电功率
2. 电表读数方法
3. 电路故障分析
【点评】
本题围绕“测量小灯泡电功率”实验,综合考查电路连接、电表读数、电路动态调节及故障判断,全面覆盖实验核心知识点,既考查实验操作规范,也注重逻辑推理能力的应用,是实验题中的典型综合题型。
【难度系数】
0.6
1. 电路连接:测量灯泡电功率的实验中,电路为串联电路,电流表串联、电压表并联在灯泡两端,滑动变阻器需“一上一下”接线。先观察已连电路,电流表已串联,需将电压表并联在灯泡两端,结合电源电压和灯泡额定电压选择合适量程完成连线。
2. 电表读数:先确定电表量程,明确分度值后,根据指针位置读取数值。要使灯泡达到额定电压,需结合串联分压规律,通过移动滑动变阻器滑片改变电阻,调整灯泡两端电压。
3. 故障分析:根据电流、电压的变化及灯泡亮度,结合电路通路、断路、短路的特点推理故障原因:电流变大时电压表示数变小,说明电压表测量对象错误;其他故障需结合电表示数与电路状态的对应关系分析。
【解析】
(1) 实物电路连接:将电压表的“3”接线柱与灯泡未连接的接线柱相连,“-”接线柱与电流表的“-”接线柱(或电源负极)相连,使电压表并联在灯泡两端,连线如图(对应参考答案的连线图)。
(2) 电表读数与滑片调节:
电流表选用$0∼0.6\mathrm{A}$量程,分度值为$0.02\mathrm{A}$,指针指向$0.2\mathrm{A}$,故电流表示数为$\boldsymbol{0.2\mathrm{A}}$;
电压表选用$0∼15\mathrm{V}$量程时不符合电源电压,实际对应$0∼3\mathrm{V}$量程读数,指针指向$2\mathrm{V}$,故电压表示数为$\boldsymbol{2\mathrm{V}}$;
灯泡当前电压小于额定电压$2.5\mathrm{V}$,需增大灯泡两端电压,根据串联分压规律,应减小滑动变阻器接入电阻,滑动变阻器接$B$接线柱,因此滑片向$\boldsymbol{B}$端移动,直至电压表示数为$2.5\mathrm{V}$。
(3) 电路故障分析:
电流表示数变大时电压表示数变小:电源电压不变,电流变大时滑动变阻器分压减小,说明电压表并联在滑动变阻器两端;
① 滑片移动时电表示数和灯亮度无变化:滑动变阻器接成定值电阻,即$\boldsymbol{滑动变阻器接了两个上端(或下端)接线柱}$,失去变阻作用;
② 闭合开关灯泡特别亮:$\boldsymbol{闭合开关前,滑动变阻器滑片未调至阻值最大处}$,电路初始电阻过小,电流过大;
③ 电流表无示数、灯泡不亮、电压表接近电源电压:$\boldsymbol{灯泡断路}$,电压表串联在电路中测量电源电压;
④ 电压表无示数、灯泡不亮、电流表有示数:$\boldsymbol{灯泡短路}$,电压表被短路,电路为通路。
【答案】
(1) 如图所示(对应参考答案的连线图)
(2) $\boldsymbol{0.2}$;$\boldsymbol{2}$;$\boldsymbol{B}$
(3) 电压表并联在滑动变阻器两端;
① 滑动变阻器接了两个上端(或下端)接线柱;
② 闭合开关前,滑动变阻器滑片未调至阻值最大处;
③ 灯泡断路;
④ 灯泡短路
【知识点】
1. 测量小灯泡电功率
2. 电表读数方法
3. 电路故障分析
【点评】
本题围绕“测量小灯泡电功率”实验,综合考查电路连接、电表读数、电路动态调节及故障判断,全面覆盖实验核心知识点,既考查实验操作规范,也注重逻辑推理能力的应用,是实验题中的典型综合题型。
【难度系数】
0.6