Question

15．一额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室有如下器材：电源（电压为12V）、电流表、电压表、开关各一只，三只规格分别为“20Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑动变阻器，导线若干．

（1）小明设计了图甲所示电路图，你认为应选用规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器．
（2）图乙中已连接了部分电路．请你根据电路图，将电路连接完整．
（3）小明正确选择了滑动变阻器，将图乙的电路补充连接后，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同时接到下面两个接线柱．
（4）小明排除故障后，继续实验，当电压表的示数为6V时，电流表的示数为0.32A，则小灯泡的额定功率是1.92W．

Answer 1

分析 （1）由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时变阻器连入阻值，从而选择变阻器；
（2）由图甲将电路连接成一个串联电路，电压表并联在灯泡两端，由灯泡规格确定电表量程；
（3）根据现象判断电路电阻太大，而滑阻移动不能改变电路电流，所以判断出滑阻下面的两个接线柱接入电路，只起了一个定值电阻的作用，起不到改变电压的作用．
（4）根根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：
（1）由图甲知，实验中变阻器、灯泡、电流表串联，
由串联电路特点和欧姆定律可知，灯泡正常发光时的电压为6V，电流为0.3A，变阻器连入阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{12V-6V}{0.3A}$=20Ω，
所以可选择：“50Ω  0.5A”的滑动变阻器；
（2）由图甲将变阻器、灯泡、电流表连成一个串联电路，电压表并联在灯泡两端，由灯泡规格知，电压表使用0-15V量程，电流表使用0-0.6A量程，如图所示：
；
（3）灯泡发光较暗，电流表有示数说明电流太小，滑动变阻器的阻值太大，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变说明滑动变阻器滑动变阻器同时接到下面两个接线柱上（滑动变阻器接成了定值电阻）．
（4）当电压表的示数为6V时灯泡正常发光，电流表的示数为0.32A，
所以灯泡的额定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
故答案为：（1）“50Ω  0.5A”；（2）见上图；（3）滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；（4）1.92．

点评 滑动变阻器阻的正确选择是本题的关键，要从通过的电流和分担的电压两个方面来分析，确定该使用哪个滑阻．