Question

20．一個額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時 通過的電流約為0.3A，同學(xué)們想測定這個小燈泡的額定功率．實驗桌上有三個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 1A”的滑動變阻器，所用電源電壓為12V．（1）連接電路的過程中，開關(guān)必須是斷開的；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)滑到D端（選填“C”或“D”）．
（2）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖乙電路連接完整．
（3）小明設(shè)計了如圖甲所示電路圖，通過分析認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動變阻器．
（4）小明正確選擇了滑動變阻器，將電路補充連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，任意移動滑片P，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）且小于6V．具體原因是滑動變阻器使用的都是下端接線柱；小芳閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則故障原因是燈泡斷路．
（5）小明排除故障后，繼續(xù)實驗．當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時，電流表的示數(shù)如圖丙所示為0.32A，小燈泡的額定功率是1.92W．
（6）不改變上面連好的電路，還可以完成的實驗有：測量小燈泡的電阻（寫出一個即可）．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器要調(diào)到阻值最大處．
（2）按照電路圖的原件順序和滑阻、電壓表的使用原則把實物圖連上．
（3）根據(jù)燈泡電流 為0.3A可以排除“1kΩ 0.1A”不可以用，滑阻連入電路后，要承擔(dān)6V電壓，而“10Ω 1A”滑阻與燈泡串聯(lián)時最大只能承擔(dān)3V電壓，所以也不符合要求，只能選“50Ω 0.5A”這一個．
（4）①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；
②電流表指針幾乎不動，可能電路正常但是電流太小或電路斷路無電流，如果電路正常，電流太小，電壓表示數(shù)應(yīng)該很小．如果燈泡斷路，電流表無示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)．燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
（5）讀出電流表示數(shù)，然后用公式P=UI 計算額定功率．
（6）根據(jù)這些實驗器材并結(jié)合公式R=$\frac{U}{I}$可知，該電路也可測量小燈泡的電阻．

解答 解：
（1）連接電路時，為避免誤操作出現(xiàn)短路損壞電源的現(xiàn)象，應(yīng)將開關(guān)斷開；為保護(hù)電路，滑動變阻器調(diào)到阻值最大處，即滑片離下端接入的接線柱最遠(yuǎn)．
（2）電流表和滑阻的B接線柱相連，燈泡的另一個接線柱回電源負(fù)極．具體連接如下圖：

（3）由于電路中電流為0.3A，所以先把“1kΩ 0.1A”排除，電源電壓12V，燈泡額定電壓為6V，所以滑阻要和燈泡平分電源電壓，根據(jù)測量分壓原則，滑阻阻值要能達(dá)到20Ω以上，所以“10Ω 1A”的一個最大電阻達(dá)不到要求，故選“50Ω  0.5A”的這一個．
（4）①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）；
②電流表指針幾乎不動，電壓表有示數(shù)，電路有兩種可能：電路正常，電路的電阻太大，電流太小，燈泡電壓很小，電壓表也會幾乎不動．
燈泡斷路，電路無電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，測量電源電壓，有明顯示數(shù)．
（5）根據(jù)電流表量程和指針位置可知I=0.32A，則電功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（6）根據(jù)實驗電路圖和公式R=$\frac{U}{I}$可知，該電路圖還可以測小燈泡的電阻．
故答案為：
（1）斷開；D．（2）如圖所示．（3）50Ω 0.5A．（4）滑動變阻器使用的都是下端接線柱；燈泡斷路．（5）0.32；1.92．（6）測量小燈泡的電阻（其他合理即可）．

點評 本題考查了實驗的注意事項和電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)、器材規(guī)格的選擇、電功率的計算等，平時學(xué)習(xí)時一定注意該方法的掌握與應(yīng)用．