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(guī)格分別為A：“10Ω lA”、B：“50Ω 0.5A”、C：“1kΩ 1A”的滑動變阻器，導線若干，電源（電壓為12V）．
（1）小明設汁了如圖甲所示電路圖，通過分析認為小明應選用上述規(guī)格為______（選填字母序號）的滑動變阻器．

（2）圖乙已連接了部分電路．請你根據(jù)圖甲的電路圖．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，將圖乙的電路補充連接后，閉合開關，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）且小于6V．具體原因是______　（選填字母序號）
A、燈泡短路　 B、將滑動變阻器的CD接線柱接入了電路
C、燈泡斷路　 D、將滑動變阻器的AB接線柱接入了電路
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實驗．調(diào)節(jié)滑動變阻器，當電壓表的示數(shù)為6V時．電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是______W．此實驗中滑動變阻器除了保護電路外，另一個主要作用是______．（選填字母序號）
A、進行多次測量求功率的平均值減小誤差
B、調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓比較燈泡在不同電壓下的亮度．

Answer 1

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，
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(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器．
（2）電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，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）電流表使用的量程是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；
此實驗中滑動變阻器除了保護電路外，另一個主要作用是調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓比較燈泡在不同電壓下的亮度，幫助我們理解燈泡亮度與實際功率的關系．故選B．
故答案為：
（1）B；
（2）如圖：
；
（3）B；（4）1.92；B．
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略大于接入電路的阻值．
（2）電壓表測量燈泡兩端電壓，與燈泡并聯(lián)．
（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)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)的大小，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．燈泡的亮度決定于燈泡的實際功率，實際電壓等于額定電壓時，燈泡才能正常發(fā)光，實際電壓不等于額定電壓，實際功率也不等于額定功率，燈泡不能正常發(fā)光．
點評：滑動變阻器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，確定該使用哪個滑動變阻器．