Question

11．小雨同學(xué)進(jìn)行“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有器材：額定電壓為6V的同規(guī)格小燈泡（電阻約為25Ω）若干個(gè)，電壓為12V的電源1個(gè)，電流表、電壓表、開關(guān)各1個(gè)，規(guī)格分別為“20Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干． 

（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖1中已經(jīng)連接了部分電路，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）小雨正確連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，經(jīng)檢查電表完好，則故障可能是燈泡斷路．
（4）故障排除后，再次閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖2所示，則電流表的示數(shù)為0.24A，小燈泡的額定功率是1.44W．
（5）小雨同學(xué)想利用上面電路繼續(xù)探究電壓一定時(shí)，電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，她將5Ω的電阻代替燈泡連接到電路中．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使得電壓表為6V，并記錄電流表的示數(shù)．然后將5Ω的電阻換成10Ω的電阻接到電路上，她應(yīng)該將滑動(dòng)變阻器滑片向右（填“左”或“右”）端移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為6V停止移動(dòng)，并記錄電流表的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)分壓原理確定變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表示數(shù)為0，說(shuō)明電路可能為斷路；電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表與電源連通，與電壓表并聯(lián)的部分之外是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈發(fā)生了斷路；
（4）確定電流表的量程、最小分度值，由圖讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)公式P=UI求出小燈泡的功率；
（5）先根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律再確定變阻器滑片移動(dòng)的方向．

解答 解：（1）燈的額定電壓為6V，滑動(dòng)變阻器分得的電壓U_滑=U-U_燈泡=12V-6V=6V，變阻器的電壓與燈的電壓相等，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻大小等于燈的電阻25Ω＞20Ω，所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動(dòng)變阻器；
（2）因?yàn)闊襞莸念~定電壓為6V，所以電壓表量程選擇0～15V，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如下圖所示：

（3）經(jīng)分析，小雨正確連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，經(jīng)檢查電表完好，則故障可能是燈泡斷路而導(dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中；
（4）由圖2可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)是0.24A；燈泡的額定功率
P=UI=6V×0.24A=1.44W；
（5）探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制不同的電阻的電壓不變，由題意知，電壓表示數(shù)為6V；當(dāng)換上10Ω的電阻時(shí)，根據(jù)分壓原理，電阻的電壓將增大，為保持電壓表示不變，應(yīng)減小電壓表示數(shù)，增大變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應(yīng)變大，即滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為6V，并記錄電流表的示數(shù)．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；
（2）如上圖所示；
（3）燈泡斷路；
（4）0.24；1.44；
（5）右；6．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)量小燈泡的電功率，考查器材的選擇、電路的連接、故障的分析、額定功率云計(jì)算，并對(duì)探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中的操作過(guò)程和控制變量法也作了考查，綜合性較強(qiáng)．