Question

一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過的電流約為0.3A．小明想測定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω lA”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為12V）．
（1）小明設(shè)計(jì)了如圖1所示電路圖，通過分析后認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為

 

的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖2中已連接了部分電路．請你根據(jù)所示電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．

（3）小明正確選擇了滑動(dòng)變阻器，將圖中的電路補(bǔ)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(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）且小于6V．具體原因是

 

．
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖3所示為

 

A，則小燈泡的額定功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)略大于此阻值，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值選擇滑動(dòng)變阻器．
（2）電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）燈泡發(fā)光較暗，說明電路電流較小，電路電阻較大；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片電壓示數(shù)不變，說明滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，接人電路的為最大阻值．
（4）讀出圖3中小燈泡的額定電流，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，可由P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓U_滑=U-U_燈=12V-6V=6V，滑動(dòng)變阻器的阻值R_滑=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω，在保證電路安全的情況下，為便于調(diào)節(jié)，應(yīng)選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器，故應(yīng)選“50Ω 0.5A”的變阻器；
（2）電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電路圖如圖所示：

（3）任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變，具體原因是滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，接人電路的為最大阻值．
（4）圖3中電流表接的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，所以此時(shí)小燈泡中的電流為I=0.2A+0.02A×6=0.32A，
小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
故答案為：（1）50Ω 0.5A；（2）見上圖；（3）滑動(dòng)變阻器連接錯(cuò)誤，滑動(dòng)變阻器接入電路的為最大阻值；（4）0.32；1.92．

點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)器材的選擇原則：
1、安全性原則：所選器材應(yīng)保證電路安全，電阻阻值不能太小、電壓表量程與電流表量程不應(yīng)太小，電源電壓不要太大，以免損壞電路元件．
2、精確性原則：所選電壓表、電流表量程要合適，不要太大，方便讀數(shù)，減小讀數(shù)誤差，使測量值更準(zhǔn)確．
3、方便操作：在保證安全的前提下，滑動(dòng)變阻器的阻值盡可能小些，方便操作．
4、經(jīng)濟(jì)性原則：使電路消耗的功率盡可能地小．