Question

11．一个额定电压是6V的小灯泡，正常工作时通过的电流约是0.3A，小东想测定这个小灯泡的额定功率，有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω　1A”、“50Ω　0.5A”和“1kΩ  0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电压为12V的电源一个．

（1）他设计了甲图所示电路图，通过分析他应选用规格为50Ω 0.5A的滑动变阻器．
（2）乙图已连接部分电路，根据甲图电路图，用笔画线代替导线，补全电路图．
（3）他正确选择滑动变阻器，将乙图的电路补充连接后，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）并且小于6V，其原因是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）他在排除故障后，继续实验，当电压表的示数为6V时，电流表的示数如丙图所示，该灯泡的额定功率是1.92W．
（5）若不改变上面连好的电路，还可以完成的实验有伏安法测电阻（写出一个即可）．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时，灯泡电压等于额定电压，根据串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出接入电路的滑动变阻器的阻值，根据此时接入电路的滑动变阻器的阻值及允许通过的最大电流选择滑动变阻器，滑动变阻器的最大阻值应略大于接入电路的阻值．
（2）电流表、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端．
（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）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率．
（5）测出电压和电流，根据P=UI能测量电功率，根据R=$\frac{U}{I}$测量电阻．

解答 解：（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_灯=12V-6V=6V；
已知电路电流为0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器接入电路的电阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，因此应选规格为“50Ω  0.5A”的滑动变阻器．
（2）将灯泡的右接线柱与电压表的负接线柱相连，滑动变阻器的B接线柱与电流表的负接线柱相连，如下图所示：

（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）根据图丙可知，电流表的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数是0.32A；
灯泡的额定功率：P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（5）电压表测量测量电压，电流表测量电流，根据P=UI能测量电功率，根据R=$\frac{U}{I}$能测量电阻，所以这个电路图既能测量电功率，也能测量电阻．
故答案为：（1）50Ω  0.5A；（2）如上图所示；（3）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）1.92；（5）伏安法测电阻．

点评 本题考查了滑动变阻器的选择、连接实物图、求功率、判断电路故障等知识，属于中考常见题型；选择滑动变阻器时，滑动变阻器阻值不能太小，要保证电路安全，同时应考虑滑动变阻器允许通过大最大电流．