Question

1．一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過(guò)的電流約為0.3A．小明想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“l(fā)kΩ 1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線(xiàn)若干，電源（電壓為12V）．

（1）小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路圖，通過(guò)分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω 0.5A” 的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖乙已連接了部分電路．請(qǐng)根據(jù)圖甲所示電路圖．用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將電路連接完整．
（3）小明正確選擇了滑動(dòng)變阻器，將圖乙的電路補(bǔ)充連接后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(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，具體原因是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到CD兩個(gè)接線(xiàn)柱上．
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．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(dòng)，使電壓表示數(shù)為6V；電流表的示數(shù)為0.33A時(shí)，則小燈泡的額定功率是1.98W．
（5）在此的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)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(shí)驗(yàn)有：測(cè)小燈泡的電阻（寫(xiě)出一個(gè)即可）

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值，根據(jù)此時(shí)接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值及允許通過(guò)的最大電流選擇滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)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(dòng)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(dòng)變阻器的接法，應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線(xiàn)柱．
（3）根據(jù)現(xiàn)象判斷電路電阻太大，而滑阻移動(dòng)不能改變電路電流，所以判斷出滑阻下面的兩個(gè)接線(xiàn)柱接入電路，只起了一個(gè)定值電阻的作用，起不到改變電壓的作用．
（4）閉合開(kāi)關(guān)前，防止電路中電流過(guò)大、燒壞用電器，保護(hù)電路的滑動(dòng)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(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，移動(dòng)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(shí)驗(yàn)器材并結(jié)合公式R=$\frac{U}{I}$可知，該電路也可測(cè)量小燈泡的電阻．

解答 解：
（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：U_滑=U-U_燈=10V-6V=4V，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)滑動(dòng)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(dòng)變阻器．
（2）電流表、滑動(dòng)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(dòng)變阻器接上面的接線(xiàn)柱，電路圖如圖所示．

（3）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CD兩個(gè)接線(xiàn)柱上（滑動(dòng)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(kāi)關(guān)前，保護(hù)電路的滑動(dòng)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(dòng)，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(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變了變阻器連入電路的電阻線(xiàn)的長(zhǎng)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(huì)改變，對(duì)于電路中的部分電路兩端的電壓會(huì)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(dòng)變阻器不能燈泡的額定功率．故選C．
（6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖和公式R=$\frac{U}{I}$可知，該電路圖還可以測(cè)小燈泡的電阻．
故答案為：（1）“50Ω 0.5A”；（2）見(jiàn)上圖；（3）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到CD兩個(gè)接線(xiàn)柱上；（4）0.24；將滑片向左移動(dòng)，使電壓表示數(shù)為6V；1.98；（5）C；（6）測(cè)小燈泡的電阻．

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