Question

11．小雨同學進行“測量小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有器材：額定電壓為6V的同規(guī)格小燈泡（電阻約為25Ω）若干個，電壓為12V的電源1個，電流表、電壓表、開關各1個，規(guī)格分別為“20Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑動變阻器各1個，導線若干． 

（1）實驗中應選擇規(guī)格為“50Ω 0.5A”的滑動變阻器．
（2）圖1中已經(jīng)連接了部分電路，請用筆畫線代替導線，將電路連接完整．
（3）小雨正確連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，經(jīng)檢查電表完好，則故障可能是燈泡斷路．
（4）故障排除后，再次閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到某一位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖2所示，則電流表的示數(shù)為0.24A，小燈泡的額定功率是1.44W．
（5）小雨同學想利用上面電路繼續(xù)探究電壓一定時，電流與電阻的關系實驗，她將5Ω的電阻代替燈泡連接到電路中．調節(jié)滑動變阻器，使得電壓表為6V，并記錄電流表的示數(shù)．然后將5Ω的電阻換成10Ω的電阻接到電路上，她應該將滑動變阻器滑片向右（填“左”或“右”）端移動，使電壓表示數(shù)為6V停止移動，并記錄電流表的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)分壓原理確定變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表示數(shù)為0，說明電路可能為斷路；電壓表有示數(shù)說明電壓表與電源連通，與電壓表并聯(lián)的部分之外是連通的，則與電壓表并聯(lián)的燈發(fā)生了斷路；
（4）確定電流表的量程、最小分度值，由圖讀出電流表的示數(shù)；根據(jù)公式P=UI求出小燈泡的功率；
（5）先根據(jù)分壓原理確定電壓表示數(shù)的變化，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律再確定變阻器滑片移動的方向．

解答 解：（1）燈的額定電壓為6V，滑動變阻器分得的電壓U_滑=U-U_燈泡=12V-6V=6V，變阻器的電壓與燈的電壓相等，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻大小等于燈的電阻25Ω＞20Ω，所以應選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器；
（2）因為燈泡的額定電壓為6V，所以電壓表量程選擇0～15V，并將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如下圖所示：

（3）經(jīng)分析，小雨正確連接好電路后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，經(jīng)檢查電表完好，則故障可能是燈泡斷路而導致電壓表串聯(lián)在電路中；
（4）由圖2可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)是0.24A；燈泡的額定功率
P=UI=6V×0.24A=1.44W；
（5）探究電流與電阻的關系時，應控制不同的電阻的電壓不變，由題意知，電壓表示數(shù)為6V；當換上10Ω的電阻時，根據(jù)分壓原理，電阻的電壓將增大，為保持電壓表示不變，應減小電壓表示數(shù)，增大變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，變阻器連入電路中的電阻應變大，即滑片向右移動，直到電壓表示數(shù)為6V，并記錄電流表的示數(shù)．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；
（2）如上圖所示；
（3）燈泡斷路；
（4）0.24；1.44；
（5）右；6．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查器材的選擇、電路的連接、故障的分析、額定功率云計算，并對探究電流與電阻的關系實驗中的操作過程和控制變量法也作了考查，綜合性較強．