Question

一個額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時通過的電流約為0.3A．小明想測定這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：電流表、電壓表、開關各一個，三個規格分別為“10Ω lA”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 1A”的滑動變阻器，導線若干，電源（電壓為12V）．
（1）小明設計了如圖1所示電路圖，通過分析后認為小明應選用規格為

 

的滑動變阻器．
（2）圖2中已連接了部分電路．請你根據所示電路圖，用筆畫線代替導線，將電路連接完整．

（3）小明正確選擇了滑動變阻器，將圖中的電路補充連接后，閉合開關，發現燈泡發光較暗，電流表有示數，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變（示數不為零）且小于6V．具體原因是

 

．
（4）小明排除故障后，繼續實驗．當電壓表的示數為6V時，電流表的示數如圖3所示為

 

A，則小燈泡的額定功率是

 

W．

Answer 1

分析：（1）求出燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值，滑動變阻器的最大阻值應略大于此阻值，根據燈泡正常發光時滑動變阻器接入電路的阻值選擇滑動變阻器．
（2）電流表、滑動變阻器、燈泡串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端．
（3）燈泡發光較暗，說明電路電流較小，電路電阻較大；移動滑動變阻器滑片電壓示數不變，說明滑動變阻器連接錯誤，接人電路的為最大阻值．
（4）讀出圖3中小燈泡的額定電流，當電壓表的示數為6V時，小燈泡正常發光，可由P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡正常發光時，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_燈=12V-6V=6V，滑動變阻器的阻值R_滑=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω，在保證電路安全的情況下，為便于調節，應選擇最大阻值較小的滑動變阻器，故應選“50Ω 0.5A”的變阻器；
（2）電流表、滑動變阻器、燈泡串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示：

（3）任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數不變，具體原因是滑動變阻器連接錯誤，接人電路的為最大阻值．
（4）圖3中電流表接的是0～0.6A量程，分度值為0.02A，所以此時小燈泡中的電流為I=0.2A+0.02A×6=0.32A，
小燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
故答案為：（1）50Ω 0.5A；（2）見上圖；（3）滑動變阻器連接錯誤，滑動變阻器接入電路的為最大阻值；（4）0.32；1.92．

點評：實驗器材的選擇原則：
1、安全性原則：所選器材應保證電路安全，電阻阻值不能太小、電壓表量程與電流表量程不應太小，電源電壓不要太大，以免損壞電路元件．
2、精確性原則：所選電壓表、電流表量程要合適，不要太大，方便讀數，減小讀數誤差，使測量值更準確．
3、方便操作：在保證安全的前提下，滑動變阻器的阻值盡可能小些，方便操作．
4、經濟性原則：使電路消耗的功率盡可能地小．