Question

6．曉軒在做“測(cè)定小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)，燈泡上標(biāo)有“6V”字樣，其正常發(fā)光時(shí)的 電流約為  0.3A．實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電源（電壓為  12V）、電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)． 三個(gè)規(guī)格分別為“5Ω 1A”、“50Ω 1A”和“2000Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．

（1）曉軒設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖，通過(guò)分析，你認(rèn)為曉軒應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω 1A”的滑動(dòng)變阻器最合適．連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開．
（2）圖乙已連接了部分電路，請(qǐng)你根據(jù)圖甲所示電路圖，用筆畫代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）曉軒連接電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表又示數(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，其原因是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上．曉軒排 除故障后，繼續(xù)試驗(yàn)．移動(dòng)滑片使電壓表的示數(shù)為 6V 時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，則 電流大小為0.32A，小燈泡的額定功率是1.92W．

Answer 1

分析 （1）判斷滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)格，同時(shí)要考慮滑動(dòng)變阻器的電阻和允許通過(guò)的最大電流．滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，燈泡電流大約為0.3A，三個(gè)滑動(dòng)變阻器電流都適用，根據(jù)R'=$\frac{U′}{I}$，可以確定滑動(dòng)變阻器電阻；在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)該斷開；
（2）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與電流表串聯(lián)，連接時(shí)注意正負(fù)接線柱的連接；
（3）①燈泡發(fā)光較暗，說(shuō)明燈泡實(shí)際功率較小，電路電流較小，電路電阻較大；移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)不變，說(shuō)明滑動(dòng)變阻器阻值不變，滑動(dòng)變阻器接下面兩個(gè)接線柱，成為定值電阻；②額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等，根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流最大約為I_L=0.3A，
燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓為：U'=U-U₂=12V-6V=6V，
滑動(dòng)變阻器電阻為：R'=$\frac{U′}{I}$=$\frac{12V-6V}{0.3A}$=20Ω，
“10Ω 1A”的電阻太小，不能滿足實(shí)驗(yàn)需要，“2000Ω  1A”的電阻太大，誤差太大不能滿足實(shí)驗(yàn)需要；
故選擇“50Ω 0.5A”滑動(dòng)變阻器；
在連接電路時(shí)，防止誤接導(dǎo)線，引起短路或保護(hù)電路中的電表，應(yīng)開關(guān)一定要斷開；
（2）電流表的負(fù)接線柱與滑動(dòng)變阻器的任意上方接線柱連接，燈泡與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)即燈泡的右接線柱與電壓表負(fù)接線柱連接，如下圖所示：

（3）①燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)說(shuō)明電流太小，滑動(dòng)變阻器的阻值太大，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說(shuō)明滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）；
②圖丙中，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，
則燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
故答案為：（1）“50Ω 1A”； 斷開；（2）如上圖所示；（3）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上；0.32； 1.92．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物電路圖的連接和電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)以及額定功率的計(jì)算，常見(jiàn)題目．