Question

現(xiàn)要測定標(biāo)有“3.8V，0.3A”字樣的小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值．給你提供的實(shí)驗(yàn)器材如下：4.5V和12V的電源各一套（電源電壓恒定），開關(guān)一只，導(dǎo)線若干，標(biāo)有“50Ω，1A”和“10Ω，1A”的滑動(dòng)變阻器各一只，量程為0.6A和3A的電流表各一只．量程為3V和15V的電壓表各一只．要求測量時(shí)電表的示數(shù)必須超過所用量程的一半．
（1）應(yīng)選用

12

V的電源；
（2）電流表的量程應(yīng)選擇

0.6

A；
（3）電壓表的量程應(yīng)選擇

15

V；
（4）滑動(dòng)變阻器的規(guī)格應(yīng)選擇

50Ω，1A

．

Answer 1

分析：（1）已知小燈泡的額定電壓、小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)和電表的示數(shù)必須超過所用量程的一半的要求分析電壓表應(yīng)并聯(lián)連入電路的位置和能滿足題中條件的電源即為所選電源．
（2）根據(jù) I=

P

U

求出小燈泡正常工作時(shí)的電流，即為此時(shí)電路中的電流，據(jù)此選出電流表的量程．
（3）根據(jù)以上得出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值，即可選出需要的量程．

解答：解：（1）要測定標(biāo)有“3.8V，0.3A”字樣的小燈泡正常發(fā)光時(shí)燈絲的電阻值，則燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓應(yīng)為4.5V，則若電壓表與燈泡并聯(lián)，只能使用15V的量程，且這時(shí)電壓表的示數(shù)應(yīng)是4.5V，沒有超過所用量程的一半7.5V，所以連接的電路中電壓表應(yīng)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；
這時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可得：
電壓表的示數(shù)：U_R=U-U_L
當(dāng)電源的電壓為4.5V時(shí)，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=4.5V-3.8V=0.7V
不能滿足電表示數(shù)必須超過所用量程的一半，故不能選；
當(dāng)電源的電壓為12V時(shí)，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_R=U-U_L=12V-3.8V=8.2V
滿足電表示數(shù)必須超過所用量程的一半，
所以實(shí)驗(yàn)時(shí)選12V的電源，電壓表選15V的量程．
（2）正常工作時(shí)，小燈泡的電流：
I=0.3A＜0.6A，
滿足電表示數(shù)必須超過所用量程的一半，所以電流表選0.6A的量程．
（3）有以上可知：
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_R=8.2V；通過的電流：I=0.3A，
所以滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻值：
R_滑=

UR

I

=

8.2V

0.3A

≈27.3Ω＜50Ω，
所以滑動(dòng)變阻器選50Ω、1A．  
故答案為：（1）12；（2）0.6；（3）15；（4）50Ω，1A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電源電壓、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器量程的選擇，根據(jù)題中的要求和歐姆定律、電功率公式及串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)逐步分析即可．