Question

13．一個額定電壓是3V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A標(biāo)有“10Ω  1A”、B標(biāo)有“50Ω  0.5A”和C標(biāo)有“1kΩ  1A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干，電源（電壓為12V）．

（1）圖乙中已連接了部分電路，請你根據(jù)圖甲所示電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
（2）通過分析后小明應(yīng)選用規(guī)格為B滑動變阻器．
（3）小明正確選擇了滑動變阻器，將圖中的電路補充完整連接后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數(shù)且約為12V，具體原因是BC
A、小電燈短路            B、小電燈的燈絲斷了
C、小電燈的燈座接觸不良   D、變阻器滑片接觸不良
（4）小明排除故障后繼續(xù)試驗，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，電流表的示數(shù)如圖丙所示為0.32A，則小燈泡的額定功率是0.96W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖甲電路圖連接實物，注意根據(jù)燈泡規(guī)格選擇合適的電表量程；
（2）由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器連入電路的阻值，從而確定變阻器的規(guī)格；
（3）由各選項分析判斷電路中現(xiàn)象，從而選擇合適的答案；
（4）閉合開關(guān)前，防止電路中電流過大、燒壞用電器，保護電路的滑動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．

解答 解：
（1）由圖甲知，電流表、滑動變阻器、燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，因為燈泡正常工作時通過的電流約為0.3A，所以電流表使用0-0.6A量程，滑動變阻器一上一下接．如圖所示：
；
（2）燈泡額定電壓3V，其正常工作時通過的電流約為0.3A，
燈泡正常發(fā)光時變阻器連入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{12V-3V}{0.3A}$=30Ω，
所以應(yīng)選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器B；
（3）A、若小電燈短路，則燈泡不亮，但電流表會有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，故A不合題意；
B、若小電燈的燈絲斷了或燈座接觸不良，電壓表串聯(lián)入電路中，所以小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，故B、C符合題意；
D、若變阻器滑片接觸不良，燈泡會發(fā)光，電表都有示數(shù)，故D不合題意．
（4）電流表使用的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，由圖知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為3V時，燈泡正常工作，通過燈泡的電流為示數(shù)是0.32A；
燈泡的額定功率P=UI=3V×0.32A=0.96W．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3 ） BC；（4）0.32； 0.96．

點評 本題是測定小燈泡額定功率的實驗，考查了電路的連接、滑動變阻器的使用、電表的讀數(shù)及電功率的計算，滑阻變阻器的正確選擇是本題的關(guān)鍵．