Question

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”、“1kΩ　0.1A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，學(xué)生電源（電源電壓為10V）

（1）小明設(shè)計了如圖所示的電路圖，通過分析你認為小明應(yīng)該選用規(guī)格為______的滑動變阻器．
（2）右圖已經(jīng)連接了部分電路，請你根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）實驗中，小明發(fā)現(xiàn)電壓表15V量程檔壞了，他選用另一量程，移動滑片，使電壓表指針滿偏，此時電流表示數(shù)為0.2A，求出燈泡的電阻R，他再由P=U²/R，求出此時小燈泡的功率為______，這個功率______（大于/等于/小于）燈泡的額定功率．
（4）如圖所示是這個燈泡中的電流隨電壓變化的圖象，正確的是______．

Answer 1

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，此時滑動變阻器接入電路的電阻R_滑==≈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）電壓表指針滿偏，電壓為U_V=3V，燈泡的電阻R==-15Ω，
燈泡的功率P===0.6W，這個功率小于燈泡的額定功率．
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，電壓與電流不成正比，I-U圖象不是直線，是一條曲線，
且電壓與電流之比即燈泡電阻逐漸增大，圖象D能反映燈泡燈泡電流隨電壓變化的關(guān)系．
故答案為：（1）“50Ω 0.5A”；（2）電路圖如圖所示；（3）0.6W；小于；（4）D．
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）電壓表15V量程檔壞，電壓表使用3V量程，已知電路電流，由歐姆定律求出燈泡電阻，根據(jù)P=求出燈泡功率；燈泡電壓小于額定電壓此時的功率小于燈泡的額定功率．
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，電壓與電流不成正比，I-U圖象不是直線，是一條曲線，
且電壓與電流之比即燈泡電阻逐漸增大．
點評：本題考查了滑動變阻器的選擇、連接實物圖、求功率、判斷燈泡電壓與電流間的關(guān)系，是一道中檔題；
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．