Question

图甲是小明设计的测量一个小灯泡额定功率的电路图．已知定值电阻R₀=15Ω，滑动变阻器R（20Ω　 1A），电源电压为18V，小灯泡的额定电压为6V、额定功率约为3W．

（1）闭合开关S前，滑片P应滑到最______．（选填“左端”或“右端”）
（2）小明正确连接电路后，进行实验．小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，通过小灯泡的电流为______A，其实际功率为______W．
（3）电路中定值电阻R₀的作用是______．
（4）小明完成上述实验后，小红发现电流表已坏，她利用剩余器材和老师又给的两个开关S₁、S₂及导线，也完成了对小灯泡额定功率的测量．请你在虚线框内画出小红完成实验设计的电路图．

Answer 1

解：（1）闭合开关S前，滑片P应滑到最右端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大．
（2）灯泡额定电压是6V，额定功率约为你3W，∵P=UI，∴灯泡正常发光时电流约为I===0.5A，电流表应选0～0.6A量程，由图乙所示电流表可知其分度值为0.02A，电流表示数为0.48A，灯泡功率P=UI=6V×0.48A=2.88W；
（3）电路中定值电阻R₀的作用是保护电路．
（4）实验电路图如图所示；闭合开关S、S₁，移动滑片使电压表示数等于灯泡额定电压6V，使灯泡正常发光；
保持滑片位置不变，断开开关S₁，闭合开关S₂，读出电压表示数U，则电阻R0两端电压U₀=U-U_L=U-6V；
电路电流I==，灯泡额定功率P_L=U_LI=6V×；

故答案为：（1）右端；（2）0.48；2.88；（3）保护电路；（4）电路图如图所示．
分析：（1）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值，根据图示电路图确定滑片的位置．
（2）根据电流表量程由图乙所示电流表确定其分度值，读出电流表示数，由P=UI求出灯泡实际功率．
（3）定值电阻在电路中起分压作用，可以保护电路．
（4）把灯泡与定值电阻串联，应用串联电路特点及欧姆定律求出灯泡正常发光时的电流，然后由功率公式求出灯泡功率．
点评：本题主要考查学生对电学知识的综合应用，尤其是实验设计，这是重点也是难点，在设计实验时可参考一下：
（1）没有电压表，利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出被测电阻；
（2）没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．