Question

如圖是小明設(shè)計的測量一小燈泡額定功率的電路圖．已知定值電阻R₀=15Ω，滑動變阻器R（20Ω 1A），電源電壓為18V，小燈泡的額定電壓為6V、額定功率約為3W．

（1）閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最　　．（選填“左端”或“右端”）

（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖中的實物圖補充完整．

（3）小明正確連接電路后，進(jìn)行實驗．小燈泡正常發(fā)光時，電流表的指針如圖所示，通過小燈泡的電流為　　A，其額定功率為　　W．

（4）電路中定值電阻R₀的作用是：　　．

（5）小明完成上述實驗后，小紅發(fā)觀電流表已壞，她利剩余器材和老師又給的兩個開關(guān)S₁、S₂及導(dǎo)線，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你在右側(cè)的虛線框內(nèi)畫出小紅完成實驗設(shè)計的電路圖．

Answer 1

考點：

探究用電器的電功率實驗；實物的電路連接；電流表的讀數(shù)方法；滑動變阻器的使用；歐姆定律的應(yīng)用；電路圖設(shè)計；電功率的計算．3473985
專題：	計算題；實驗題；作圖題；壓軸題；設(shè)計與制作題；實驗分析法．
分析：	（1）閉合開關(guān)前，滑片處于最大阻值處． （2）由燈泡額定電壓確定電壓表量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線柱． （3）由燈泡額定電壓和額定功率求出電路電流大約值，確定電流表的量程． 電流表讀數(shù)：確定每一個大格和每一個小格各代表多少．知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率． （4）計算燈泡的額定電流為0.5A，燈泡正常工作時電壓為6V，滑動變阻器電壓為12V． 滑動變阻器電阻為：R==24Ω＞20Ω，滑動變阻器電阻太小，串聯(lián)R0起分擔(dān)電壓作用． （5）電流表已損壞，只有電壓表，使已知電阻R0與燈泡串聯(lián)，間接求燈泡正常工作時的電流． 滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，使燈泡正常工作，電壓表與燈泡并聯(lián)，使電壓表示數(shù)為燈泡額定電壓6V． 再通過開關(guān)閉合與斷開，電壓表與燈泡和已知電阻并聯(lián)，滑動變阻器滑片位置不動，測兩者的總電壓，求已知電阻電壓，求已知電阻電流，即燈泡正常工作時的電流，根據(jù)P=UI計算燈泡額定功率，
解答：	解：（1）滑動變阻器接入左半段，滑片處于右端，滑動變阻器連入電路的電阻最大． （2）燈泡額定電壓為6V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流從正接線柱流入，從負(fù)接線柱流出，如圖． （3）電路電流大約值為I===0.5A＜0.6A． 電流表使用0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.48A． P=UI=6V×0.48A=2.88W． （4）燈泡正常工作時，滑動變阻器電壓為：U1=U總﹣U=18V﹣6V=12V． 滑動變阻器電阻為：R1===25Ω＞20Ω（滑動變阻器最大電阻） 滑動變阻器電阻太小，為了測燈泡額定功率，需要至少串聯(lián)一個5Ω的電阻分擔(dān)電壓， 所以，電路中定值電阻R0起分擔(dān)電壓作用，完成對燈泡額定功率的測量． （5）燈泡與已知電阻、滑動變阻器串聯(lián)，移動滑動變阻器滑片，當(dāng)燈泡并聯(lián)的電壓表示數(shù)為6V時，燈泡正常工作． 滑動變阻器滑片位置不變，通過閉合、斷開開關(guān)，使電壓表并聯(lián)在燈泡與R0兩端．求R0電壓，求R0電流，即燈泡額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率，如圖． 故答案為：（1）右端；（2）如實物圖；（3）0.48；2.88；（4）分壓，能夠完成對燈泡額定功率的測量；（5）如電路圖．
點評：	伏安法測燈泡的實驗中，當(dāng)電壓表或電流表損壞時，借助已知電阻照常能完成實驗． 電流表損壞時，已知電阻與燈泡、滑動變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑片使燈泡正常工作．滑片位置不動，再測已知電阻電壓，求已知電阻電流，即燈泡額定電流，根據(jù)P=UI計算燈泡額定功率． 電壓表損壞時，已知電阻與燈泡并聯(lián)，再與滑動變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑片使燈泡正常工作，滑片位置不動，再測已知電阻電流，求已知電阻電壓，即燈泡的額定電壓，根據(jù)P=UI計算燈泡的額定功率．