Question

13．一个额定电压是3V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A标有“10Ω  1A”、B标有“50Ω  0.5A”和C标有“1kΩ  1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）．

（1）图乙中已连接了部分电路，请你根据图甲所示电路图用笔画线代替导线将电路连接完整．
（2）通过分析后小明应选用规格为B滑动变阻器．
（3）小明正确选择了滑动变阻器，将图中的电路补充完整连接后，闭合开关发现灯泡不发光，电流表无示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且约为12V，具体原因是BC
A、小电灯短路            B、小电灯的灯丝断了
C、小电灯的灯座接触不良   D、变阻器滑片接触不良
（4）小明排除故障后继续试验，当电压表的示数为3V时，电流表的示数如图丙所示为0.32A，则小灯泡的额定功率是0.96W．

Answer 1

分析 （1）根据图甲电路图连接实物，注意根据灯泡规格选择合适的电表量程；
（2）由串联电路特点和欧姆定律计算灯泡正常发光时滑动变阻器连入电路的阻值，从而确定变阻器的规格；
（3）由各选项分析判断电路中现象，从而选择合适的答案；
（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．

解答 解：
（1）由图甲知，电流表、滑动变阻器、灯泡串联，电压表与灯泡并联，因为灯泡正常工作时通过的电流约为0.3A，所以电流表使用0-0.6A量程，滑动变阻器一上一下接．如图所示：
；
（2）灯泡额定电压3V，其正常工作时通过的电流约为0.3A，
灯泡正常发光时变阻器连入电路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{额}}{I}$=$\frac{12V-3V}{0.3A}$=30Ω，
所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器B；
（3）A、若小电灯短路，则灯泡不亮，但电流表会有示数，电压表无示数，故A不合题意；
B、若小电灯的灯丝断了或灯座接触不良，电压表串联入电路中，所以小灯泡不亮，电流表无示数，故B、C符合题意；
D、若变阻器滑片接触不良，灯泡会发光，电表都有示数，故D不合题意．
（4）电流表使用的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，由图知，当电压表的示数为3V时，灯泡正常工作，通过灯泡的电流为示数是0.32A；
灯泡的额定功率P=UI=3V×0.32A=0.96W．
故答案为：（1）见上图；（2）B；（3 ） BC；（4）0.32； 0.96．

点评 本题是测定小灯泡额定功率的实验，考查了电路的连接、滑动变阻器的使用、电表的读数及电功率的计算，滑阻变阻器的正确选择是本题的关键．