Question

15．一額定電壓是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(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為12V）、電流表、電壓表、開關(guān)各一只，三只規(guī)格分別為“20Ω 1A”、“50Ω  0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑動變阻器，導(dǎo)線若干．

（1）小明設(shè)計(jì)了圖甲所示電路圖，你認(rèn)為應(yīng)選用規(guī)格為“50Ω0.5A”的滑動變阻器．
（2）圖乙中已連接了部分電路．請你根據(jù)電路圖，將電路連接完整．
（3）小明正確選擇了滑動變阻器，將圖乙的電路補(bǔ)充連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）且小于6V．具體原因是滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱．
（4）小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時，電流表的示數(shù)為0.32A，則小燈泡的額定功率是1.92W．

Answer 1

分析 （1）由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡正常發(fā)光時變阻器連入阻值，從而選擇變阻器；
（2）由圖甲將電路連接成一個串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，由燈泡規(guī)格確定電表量程；
（3）根據(jù)現(xiàn)象判斷電路電阻太大，而滑阻移動不能改變電路電流，所以判斷出滑阻下面的兩個接線柱接入電路，只起了一個定值電阻的作用，起不到改變電壓的作用．
（4）根根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）由圖甲知，實(shí)驗(yàn)中變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，
由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可知，燈泡正常發(fā)光時的電壓為6V，電流為0.3A，變阻器連入阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{12V-6V}{0.3A}$=20Ω，
所以可選擇：“50Ω  0.5A”的滑動變阻器；
（2）由圖甲將變阻器、燈泡、電流表連成一個串聯(lián)電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，由燈泡規(guī)格知，電壓表使用0-15V量程，電流表使用0-0.6A量程，如圖所示：
；
（3）燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)說明電流太小，滑動變阻器的阻值太大，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說明滑動變阻器滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱上（滑動變阻器接成了定值電阻）．
（4）當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.32A，
所以燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）見上圖；（3）滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱；（4）1.92．

點(diǎn)評 滑動變阻器阻的正確選擇是本題的關(guān)鍵，要從通過的電流和分擔(dān)的電壓兩個方面來分析，確定該使用哪個滑阻．