Question

一個額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時通過的電流約為0.3A．小明想測定這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：
電流表、電壓表、開關各一個，三個規格分別為“10Ω lA”、“50Ω 0.5A'’和“1kΩ IA“的滑動變阻器，導線若干，電源（電壓為12V）．
（1）小明設汁了如圖所示電路圖，通過分析你認為小明應選用規格為______的滑動變阻器．
（2）圖中已連接了部分電路．請你根據所示電路圖．用筆畫線代替導線，將電路連接完整．

（3）小明正確選擇了滑動變阻器，將電路補充連接后，閉合開關，發現燈泡發 光較暗，電流表有示數．任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變（示數不為零）且小于6V．具體原因是______
（4）小明排除故障后，繼續實驗．閉合開關前滑動變阻器的滑片應調到______端（選填“C”或“D”）．
當電壓表的示數為6V時．電流表的示數（如圖所示）為______A，小燈泡的額定功率是______W．
（5）不改變上面連好的電路，還可以完成的實驗有：______（寫出一個即可）．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡正常發光時，燈泡電壓等于額定電壓，根據串聯電路的特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出接入電路的滑動變阻器的阻值，根據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略大于接入電路的阻值．
（2）滑動變阻器按一上一下串聯在電路中．
（3）根據現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）閉合開關前，防止電路中電流過大、燒壞用電器，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；根據電流表的量程和分度值讀出示數的大小，根據P=UI求出燈泡的額定功率．
（5）測出電壓和電流，根據P=UI能測量電功率，根據R=測量電阻．
解答：解：（1）小燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_燈=12V-6V=6V，此時滑動變阻器接入電路的電阻R_滑===20Ω，電路電流是0.3A，因此應選規格為“50Ω  0.5A”的滑動變阻器．
（2）滑動變阻器按一上一下的原則與電流表串聯，如下圖所示：

（3）燈泡發光較暗，電流表有示數說明電流太小，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）閉合開關前，保護電路的滑動變阻器處于最值阻值的D端；
電流表使用的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數是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P=UI能測量電功率，根據R=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）D；0.32；1.92；（5）伏安法測電阻的實驗（滑動變阻器的作用，合理即可）．
點評：滑阻的正確選擇是本題的關鍵，要從通過的電流和分擔的電壓兩個方面來分析，確定該使用哪個滑阻．