小明同学为了“测量小灯泡的电功率 .准备有如下器材:电源.小灯泡(额定电压3.8V.电阻约为20Ω).滑动变阻器A“10Ω 1A .滑动变阻器B“20Ω 1A .电压表.电流表各一个.开关一个.导线若干．(1)要完成此实验应该选择滑动变阻器B较为合适．(2)他在连线的过程中发现电压表的0-15V量程已坏.要想测小灯泡的额定功率.请你补充完� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

13．

小明同学为了“测量小灯泡的电功率”，准备有如下器材：电源（电压6V，保持不变），小灯泡（额定电压3.8V，电阻约为20Ω），滑动变阻器A“10Ω 1A”，滑动变阻器B“20Ω 1A”，电压表（量程为0～3V、0～15V）、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）各一个，开关一个，导线若干．
（1）要完成此实验应该选择滑动变阻器B（填“A”或“B”）较为合适．
（2）他在连线的过程中发现电压表的0～15V量程已坏，要想测小灯泡的额定功率，请你补充完成图中的实验电路的设计．
（3）他连接好电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器滑片时发现灯泡亮度较暗且不变，且两表示数也不变，出现此现象的原因是把滑动变阻器当定值电阻接入电路了．

分析（1）伏安法测功率的实验中，滑动变阻器有两个作用：一是保护电路．二是改变灯泡两端的电压，使灯泡两端电压为额定电压，这个作用是很重要的．由灯泡的额定电压确定电压表的量程．灯泡与滑动变阻器串联在约为6V的电源上，灯泡正常工作时，求得滑动变阻器电压，求得灯泡正常工作时的电流，即滑动$\frac{U}{I}$变阻器电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算需要的滑动变阻器的最小电阻．滑动变阻器最大电阻稍大于电路中需要的电阻．滑动变阻器允许通过的最大电流大于电路中的最大电流．
（2）根据串联电路电压特点，当灯泡正常工作时，求出滑动变阻器电压小于3V，测滑动变阻器电压，间接得到灯泡的额定电压．
（3）电路连接完好，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电表示数不变且等较暗，说明滑动变阻器接错了，把滑动变阻器当定值电阻接入电路了．

解答解：（1）伏安法测灯泡额定功率时，滑动变阻器的主要作用是移动滑动变阻器的滑片，使灯泡在额定电压下工作．
灯泡的额定电压为3.8V，电压表选择0～15V量程．
灯泡正常工作时，电路电流约为，I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{20Ω}$=0.19A，
滑动变阻器两端电压为：U′=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．
所以滑动变阻器电阻为：R′=$\frac{U'}{I}$=$\frac{2.2V}{0.19A}$≈12Ω．故选用“20Ω 1A”的滑动变阻器；
（2）电源电压为6V，灯泡和滑动变阻器串联在电路中，灯泡正常工作时的电压为3.8V，则滑动变阻器的电压为6V-3.8V=2.2V＜3V，所以用电压表0～3V量程时，并联在滑动变阻器两端，当滑动变阻器的电压为2.2V时，灯泡正常工作．电路图为：
；
（3）电路连接完好，闭合开关后移动滑动变阻器的滑片，电表示数不变且等较暗，说明滑动变阻器接错了，把滑动变阻器当定值电阻接入电路了，滑动变阻器接错了．
故答案为：（1）B；（2）如上图；（3）把滑动变阻器当定值电阻接入电路了．

点评解决本题的关键：一是电压表、滑动变阻器的正确使用，二是串联电路电压特点的灵活运用，三是电路故障的判断．

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