Question

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小组想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：
电流表、电压表、开关各一个，两个规格分别为“10Ω  1A”、“50Ω  0.5A”和的滑动变阻器，导线若干，电源一只（电压为12V）．
（1）小组设计了如图a所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为

“50Ω 0.5A”

的滑动变阻器．
（2）图b已连接了部分电路，请你根据图a所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整．

（3）小组正确选择了滑动变阻器，将图b的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V．具体原因是

滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路

．
（4）小组排除故障后，继续实验．在实验过程中，眼睛应注意观察

电压表

（选填“电压表”“电流表”或“小灯泡”）当

电压表示数是6V

时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数．
（5）小组又通过实验测得小灯泡电流随电压变化曲线如图c．由图可知，小灯泡的额定功率是

1.8

 W，此时灯泡的电阻是

20

Ω；当通过灯的电流是0.25A时，灯泡消耗的实际功率为

0.75

W．

Answer 1

分析：（1）根据串联电路特点及欧姆定律，求出灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器的规格．
（2）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，把灯泡、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，连线时注意电压表正负接线柱不要接反，注意滑动变阻器的接法．
（3）灯泡发光较暗，说明灯泡实际功率较小，电路电流较小，电路电阻较大；移动滑片，电压表示数不变，说明滑动变阻器阻值不变，滑动变阻器接下面两个接线柱，成为定值电阻．
（4）实验过程中，要注意电压表示数，当电压表示数等于灯泡额定电压时，灯泡正常发光．
（5）由I-U图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式求出灯泡额定电功率；由I-U图象找出电流为0.25A对应的电压，然后由电功率公式求出灯泡的实际功率．

解答：解：（1）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω＞10Ω，滑动变阻器应选50Ω  0.5A”．
（2）灯泡额定电压是6V，电压表应选0～15V量程，灯泡正常发光时的电流为0.3A，
电流表应选0～0.6A量程，灯泡、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，电路图如图所示．
（3）闭合开关，灯泡发光较暗，电流表有示数；任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变，且小于6V．
具体原因是：滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路，滑动变阻器成为定值电阻．
（4）在实验过程中，眼睛应注意观察电压表当电压表示数是6V时，表明灯正常发光，记下此时电流表的示数．
（5）由图c的I-U图象可知，灯泡额定电压6V对应的电流是0.3A，灯泡额定功率P_额=U_额I_额=6V×0.3A=1.8W；
由图c的I-U图象可知，电流0.25A对应的电压是3V，灯泡的实际功率P_实=U_实I_实=3V×0.25A=0.75W；
故答案为：（1）“50Ω  0.5A”；（2）电路图如右图所示；
（3）滑动变阻器把下面两个接线柱接入电路；
（4）电压表；电压表示数是6V；（5）1.8；20；0.75．

点评：本题考查了滑动变阻器的选择、连接电路图、实验现象分析、求灯泡电功率等问题，是实验的常考问题；连接电路图时，注意电表量程的选择，注意电压表正负接线柱不要接反；由I-U图象找出电压对应的电流是求电功率的前提与关键．