Question

17．一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過的電流約為0.3A．小明想測定這個(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、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω　1A”、“50Ω　0.5A”和“1kΩ　1A“的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓壓12V）．

（1）小明設(shè)汁了如圖所示電路圖，通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動(dòng)變阻器．
（2）圖中已連接了部分電路．請你根據(jù)圖1所示電路圖．用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖2電路連接完整．
（3）小明正確選擇了滑動(dòng)變阻器，將電路補(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(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)接到下面兩個(gè)接線柱上（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）．
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí)．電流表的示數(shù)（如圖3所示），則小燈泡的額定功率是1.92W．
（5）此實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路外，另一個(gè)主要作用是B（選填字母序號）
A．進(jìn)行多次測量求功率的平均值減小誤差
B．調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓比較燈泡在不同電壓下的亮度．

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(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）測量燈泡的額定功率，需用變阻器改變燈泡兩端的電壓，測量不同電壓下的功率，并比較不同情況下燈泡的亮暗情況．

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，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(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)不變說明滑動(dòng)變阻器滑動(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）．
（4）電流表使用的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)是0.32A；
燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（5）實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器除了保護(hù)電路外，主要作用是來改變燈泡兩端的實(shí)際電壓，測量出不同電壓下的電功率，并分析燈泡亮暗與實(shí)際功率的關(guān)系，B正確．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；（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（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）；（4）1.92；（5）B．

點(diǎn)評 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，屬于中考常見題型；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)變阻器允許通過大最大電流．