Question

【題目】在一次測量小燈泡額定電功率的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)可使用的實(shí)驗(yàn)器材有：

A.銘牌上標(biāo)有“3V，0.38A”的小燈泡一只

B.電流表一只（量程0~0.6A）或（量程0~3A）

C.電壓表一只（量程0~3V）或（量程0~15V）

D.滑動(dòng)變阻器（0~20，0.5A）

E.滑動(dòng)變阻器（0~1000，1A）

F.電源（，恒定）

G.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干

為比較精確地測定小燈泡的額定電功率，必須使兩表的讀數(shù)不小于其量程的三分之一。小明同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表0~3V的量程壞了，他認(rèn)為用大量程指針偏轉(zhuǎn)角度太小，不能精確完成測定。小聰同學(xué)想了一下，利用現(xiàn)有器材重新設(shè)計(jì)了電路，使兩個(gè)電表的讀數(shù)超過其量程的三分之一，精確地完成了實(shí)驗(yàn)。

（1）請(qǐng)?jiān)趫D甲的虛框內(nèi)補(bǔ)全小聰同學(xué)設(shè)計(jì)的電路圖。

（____________）

（2）根據(jù)要求，小聰同學(xué)選用的滑動(dòng)變阻器是________（填字母番號(hào)）。

（3）小明和小聰按照設(shè)計(jì)好的電路圖連接好電路開始實(shí)驗(yàn)，精確測量了電流、電壓值，并繪制如圖乙所示的I-U圖，根據(jù)該圖小聰算出小燈泡的額定電功率應(yīng)為________W。

（4）滑動(dòng)變阻器采用粗細(xì)均勻的電阻絲繞成線圈制成，其接入電阻與線圈長度成正比。若電流表示數(shù)在0.2A~0.4A之間變化時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的距離恰好為6.5cm。根據(jù)信息，在只需要保證所有元件都安全的前提下；游動(dòng)變阻器滑片能夠移動(dòng)的最大距離為________cm。

Answer 1

【答案】 E 1.2 195.5

【解析】

(1)[1]小燈泡的額度電壓為3V，應(yīng)選用小量程0～3V，而電壓表0~3V的量程壞了，且必須使兩表的讀數(shù)不小于其量程的三分之一，已知電源電壓為12V，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，可將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，電源電壓減去滑動(dòng)變阻器兩端電壓即為小燈泡兩端電壓，如圖所示：

(2)[2]當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流為0.38A，根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為：

，

根據(jù)可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入電阻為

，

所以滑動(dòng)變阻器選擇規(guī)格為0~1000，1A的E；

(3)[3]由圖乙可知，當(dāng)電壓表示數(shù)為9V時(shí)，即滑動(dòng)變阻器兩端電壓為9V時(shí)，小燈泡兩端電壓為3V，此時(shí)正常發(fā)光，通過的電流為0.4A，所以小燈泡的額定功率為

；

(4)[4]當(dāng)電流表示數(shù)為0.2A時(shí)，由圖乙可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為11V，根據(jù)可得滑動(dòng)變阻器接入的阻值為

，

當(dāng)電流表示數(shù)為0.4時(shí)，由圖乙可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為9V，根據(jù)可得滑動(dòng)變阻器接入的阻值為

，

所以滑動(dòng)變阻器在電流表示數(shù)在0.2A~0.4A之間變化時(shí)，阻值變化了

而滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的距離恰好為6.5cm，則有

，

即1cm長的電阻絲電阻為5Ω；

由圖乙可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)通過電流為0.4A，電流表流程為0～0.6A，滑動(dòng)變阻器允許通過的最大電流為1A，所以考慮電學(xué)元件安全，電路允許通過的最大電流為0.4A，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入的阻值最小，為

，

當(dāng)滑片位于最大阻值處時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值為：R大=1000Ω，當(dāng)滑片從最大值滑到最小值時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變化了

，

則滑動(dòng)變阻器滑片能夠移動(dòng)的最大距離為

。