Question

1．一個額定電壓是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(guān)各一個，三個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“l(fā)kΩ 1A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為12V）．

（1）小明設(shè)計了如圖甲所示電路圖，通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω 0.5A” 的滑動變阻器．
（2）圖乙已連接了部分電路．請根據(jù)圖甲所示電路圖．用筆畫線代替導(dǎo)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(bǔ)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，具體原因是滑動變阻器同時接到CD兩個接線柱上．
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實驗．卻發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)（如圖所示）為0.24A，當(dāng)下她應(yīng)進(jìn)行的操作是將滑片向左移動，使電壓表示數(shù)為6V；電流表的示數(shù)為0.33A時，則小燈泡的額定功率是1.98W．
（5）在此的實驗中，滑動變阻器不起作用的是C
A、改變電路中的電流
B、改變被燈兩端的電壓
C、改變燈的額定功率
D、保護(hù)電路
（6）不改變上面連接好的電路，還可以完成的實驗有：測小燈泡的電阻（寫出一個即可）

Answer 1

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(yīng)略大于接入電路的阻值．
（2）電流表、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動變阻器的接法，應(yīng)接一上一下兩個接線柱．
（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）閉合開關(guān)前，防止電路中電流過大、燒壞用電器，保護(hù)電路的滑動變阻器處于最大阻值處；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．
（5）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，移動變阻器的滑片，改變了連入電路的電阻，電路中的電流變化，根據(jù)U=IR知，電阻兩端的電壓也隨之變化．
（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）小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_燈=10V-6V=4V，
由串聯(lián)電路特點和歐姆定律可得，此時滑動變阻器接入電路的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.3A}$≈13.33Ω＞10Ω，電路電流是0.3A，因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器．
（2）電流表、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動變阻器接上面的接線柱，電路圖如圖所示．

（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，說明滑動變阻器同時接到CD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0.24A；
閉合開關(guān)前，保護(hù)電路的滑動變阻器處于最大阻值的D端，為使燈泡正常發(fā)光應(yīng)將滑片向左移動，使電壓表示數(shù)為6V，
燈泡的額定功率P=UI=6V×0.33A=1.98W．
（5）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，移動滑動變阻器的滑片，改變了變阻器連入電路的電阻線的長度，從而改變了電路中電阻，由于電源電壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流會改變，對于電路中的部分電路兩端的電壓會隨之改變，故不能改變的是電源電壓；
燈泡的額定功率是一定的，故滑動變阻器不能燈泡的額定功率．故選C．
（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）“50Ω 0.5A”；（2）見上圖；（3）滑動變阻器同時接到CD兩個接線柱上；（4）0.24；將滑片向左移動，使電壓表示數(shù)為6V；1.98；（5）C；（6）測小燈泡的電阻．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇、連接實物圖、求功率、判斷電路故障等知識，屬于中考常見題型；選擇滑動變阻器時，滑動變阻器阻值不能太小，要保證電路安全，同時應(yīng)考慮滑動變阻器允許通過大最大電流．