Question

1．一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小明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，三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“lkΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）．

（1）小明设计了如图甲所示电路图，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）图乙已连接了部分电路．请根据图甲所示电路图．用笔画线代替导线，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CD两个接线柱上．
（4）小明排除故障后，继续实验．却发现电流表的示数（如图所示）为0.24A，当下她应进行的操作是将滑片向左移动，使电压表示数为6V；电流表的示数为0.33A时，则小灯泡的额定功率是1.98W．
（5）在此的实验中，滑动变阻器不起作用的是C
A、改变电路中的电流
B、改变被灯两端的电压
C、改变灯的额定功率
D、保护电路
（6）不改变上面连接好的电路，还可以完成的实验有：测小灯泡的电阻（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，注意滑动变阻器的接法，应接一上一下两个接线柱．
（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）闭合开关前，防止电路中电流过大、烧坏用电器，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值处；根据电流表的量程和分度值读出示数的大小，根据P=UI求出灯泡的额定功率．
（5）滑动变阻器串联在电路中，移动变阻器的滑片，改变了连入电路的电阻，电路中的电流变化，根据U=IR知，电阻两端的电压也随之变化．
（6）根据这些实验器材并结合公式R=$\frac{U}{I}$可知，该电路也可测量小灯泡的电阻．

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=10V-6V=4V，
由串联电路特点和欧姆定律可得，此时滑动变阻器接入电路的电阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.3A}$≈13.33Ω＞10Ω，电路电流是0.3A，因此应选规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器．
（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，滑动变阻器接上面的接线柱，电路图如图所示．

（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，说明滑动变阻器同时接到CD两个接线柱上（滑动变阻器接成了定值电阻）．
（4）电流表使用的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数是0.24A；
闭合开关前，保护电路的滑动变阻器处于最大阻值的D端，为使灯泡正常发光应将滑片向左移动，使电压表示数为6V，
灯泡的额定功率P=UI=6V×0.33A=1.98W．
（5）滑动变阻器串联在电路中，移动滑动变阻器的滑片，改变了变阻器连入电路的电阻线的长度，从而改变了电路中电阻，由于电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流会改变，对于电路中的部分电路两端的电压会随之改变，故不能改变的是电源电压；
灯泡的额定功率是一定的，故滑动变阻器不能灯泡的额定功率．故选C．
（6）根据实验电路图和公式R=$\frac{U}{I}$可知，该电路图还可以测小灯泡的电阻．
故答案为：（1）“50Ω 0.5A”；（2）见上图；（3）滑动变阻器同时接到CD两个接线柱上；（4）0.24；将滑片向左移动，使电压表示数为6V；1.98；（5）C；（6）测小灯泡的电阻．

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．