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．小組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、開關各一個，兩個規(guī)格分別為“10Ω  1A”、“50Ω  0.5A”的滑動變阻器，導線若干，電源一只（電壓為12V）．
（1）小組設計了如圖a所示電路圖，通過分析你認為小明應選用規(guī)格為50Ω0.5A的滑動變阻器．
（2）圖b已連接了部分電路，請你根據圖a所示電路圖，用筆畫線代替導線，將電路連接完整，使
滑片向左移動時燈變亮．

（3）小組正確選擇了滑動變阻器，將圖b的電路補充連接后，閉合開關，發(fā)現燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數．任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變（示數不為零）且小于6V．具體原因是滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路；若燈不亮，電流表示數為0而電壓表有示數，可能故障是小燈泡燈絲斷了．
（4）小組排除故障后，繼續(xù)實驗．在實驗過程中，眼睛應注意觀察電壓表，當電壓表示數是6V時，
表明燈正常發(fā)光，記下此時電流表的示數．
（5）小組又通過實驗測得小燈泡電流隨電壓變化曲線如圖c．由圖可知，小燈泡的額定功率是1.8 W．

Answer 1

分析 （1）根據串聯電路特點及歐姆定律，求出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據該阻值選擇滑動變阻器的規(guī)格．
（2）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發(fā)光時的電流確定電流表量程，把燈泡、滑動變阻器、電流表串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯，連線時注意電壓表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法；
（3）①燈泡發(fā)光較暗，說明燈泡實際功率較小，電路電流較小，電路電阻較大；移動滑片，電壓表示數不變，說明滑動變阻器阻值不變，滑動變阻器接下面兩個接線柱，成為定值電阻；
②電壓表有示數說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數、燈泡不亮說明電路斷路，即電壓表并聯的部分斷路；
（4）實驗過程中，要注意電壓表示數，當電壓表示數等于燈泡額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；
（5）由I-U圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，然后由電功率公式求出燈泡額定電功率．

解答 解：（1）燈正常工作時的電壓為6V，燈正常工作時的電阻R=$\frac{{U}_{L}}{{I}_{L}}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，所以，滑動變阻要分去U_滑=U-U_L=12V-6V=6V的電壓，根據分壓原理，$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$，所以，R_滑=20Ω，即滑動變阻器連入電路的電阻為20Ω，又正常工作時的電流0.3A＜0.5A，故應選用“50Ω  0.5A”的滑動變阻器；
（2）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，電壓表選用大量程，電流表選用小量程；使滑片向左移動時燈變亮，此時燈兩端的電壓變大，根據分壓原理，滑片向左移動時變阻器連入電路中的電阻變小，所以，變阻器滑片以左電阻絲連入電路中，如圖所示：
（3）①燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數說明電流太小，滑動變阻器的阻值太大，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變說明滑動變阻器滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱上（滑動變阻器接成了定值電阻）；
②電壓表有示數說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表無示數、燈泡不亮說明電路斷路，即電壓表并聯的燈泡的燈絲斷了；
（4）在實驗過程中，眼睛應注意觀察電壓表當電壓表示數是6V時，表明燈正常發(fā)光，記下此時電流表的示數．
（5）由圖c的I-U圖象可知，燈泡額定電壓6V對應的電流是0.3A，
燈泡額定功率P_額=U_額I_額=6V×0.3A=1.8W；
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；
（2）電路圖如右上圖所示；
（3）滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路；小燈泡燈絲斷了；
（4）電壓表；電壓表示數是6V；
（5）1.8．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查了實驗器材的選擇、電路圖的連接、常見故障分析、求燈泡電功率等問題，是實驗的�？紗栴}；連接電路圖時，注意電表量程的選擇，注意電壓表正負接線柱不要接反；由I-U圖象找出電壓對應的電流是求電功率的前提與關鍵．