Question

11．一個額定電壓是6V的小燈泡，正常工作時通過的電流約是0.3A，小東想測定這個小燈泡的額定功率，有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個，三個規(guī)格分別為“10Ω　1A”、“50Ω　0.5A”和“1kΩ  0.1A”的滑動變阻器，導線若干，電壓為12V的電源一個．

（1）他設(shè)計了甲圖所示電路圖，通過分析他應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動變阻器．
（2）乙圖已連接部分電路，根據(jù)甲圖電路圖，用筆畫線代替導線，補全電路圖．
（3）他正確選擇滑動變阻器，將乙圖的電路補充連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)．任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）并且小于6V，其原因是滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱上（滑動變阻器接成了定值電阻）．
（4）他在排除故障后，繼續(xù)實驗，當電壓表的示數(shù)為6V時，電流表的示數(shù)如丙圖所示，該燈泡的額定功率是1.92W．
（5）若不改變上面連好的電路，還可以完成的實驗有伏安法測電阻（寫出一個即可）．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時，燈泡電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出接入電路的滑動變阻器的阻值，根據(jù)此時接入電路的滑動變阻器的阻值及允許通過的最大電流選擇滑動變阻器，滑動變阻器的最大阻值應(yīng)略大于接入電路的阻值．
（2）電流表、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）根據(jù)現(xiàn)象判斷電路電阻太大，而滑阻移動不能改變電路電流，所以判斷出滑阻下面的兩個接線柱接入電路，只起了一個定值電阻的作用，起不到改變電壓的作用．
（4）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（5）測出電壓和電流，根據(jù)P=UI能測量電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$測量電阻．

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_燈=12V-6V=6V；
已知電路電流為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動變阻器接入電路的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω  0.5A”的滑動變阻器．
（2）將燈泡的右接線柱與電壓表的負接線柱相連，滑動變阻器的B接線柱與電流表的負接線柱相連，如下圖所示：

（3）燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)說明電流太小，滑動變阻器的阻值太大，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說明滑動變阻器滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱上（滑動變阻器接成了定值電阻）．
（4）根據(jù)圖丙可知，電流表的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)是0.32A；
燈泡的額定功率：P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（5）電壓表測量測量電壓，電流表測量電流，根據(jù)P=UI能測量電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$能測量電阻，所以這個電路圖既能測量電功率，也能測量電阻．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；（2）如上圖所示；（3）滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱上（滑動變阻器接成了定值電阻）；（4）1.92；（5）伏安法測電阻．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇、連接實物圖、求功率、判斷電路故障等知識，屬于中考常見題型；選擇滑動變阻器時，滑動變阻器阻值不能太小，要保證電路安全，同時應(yīng)考慮滑動變阻器允許通過大最大電流．