Question

13．一额定电压是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50Ω 0.5A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时，电流表的示数为0.32A，则小灯泡的额定功率是1.92W．
（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）（4）据（4）中的信息可以计算出额定功率，由于固定的灯泡，额定功率是不变的，所以可知（3）中的额定功率．

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）（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．
故由于固定的灯泡，额定功率是不变的，所以（3）中的额定功率也是1.92W；
故答案为：（1）50Ω 0.5A；（2）见上图；（3）1.92；（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，确定该使用哪个变阻器．