Question

11．一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，正常工作時(shí)通過的電流約是0.3A，小東想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω　1A”、“50Ω　0.5A”和“1kΩ  0.1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電壓為12V的電源一個(gè)．

（1）他設(shè)計(jì)了甲圖所示電路圖，通過分析他應(yīng)選用規(guī)格為50Ω 0.5A的滑動(dòng)變阻器．
（2）乙圖已連接部分電路，根據(jù)甲圖電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，補(bǔ)全電路圖．
（3）他正確選擇滑動(dòng)變阻器，將乙圖的電路補(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(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）并且小于6V，其原因是滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）．
（4）他在排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)如丙圖所示，該燈泡的額定功率是1.92W．
（5）若不改變上面連好的電路，還可以完成的實(shí)驗(yàn)有伏安法測(cè)電阻（寫出一個(gè)即可）．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值，根據(jù)此時(shí)接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值及允許通過的最大電流選擇滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)略大于接入電路的阻值．
（2）電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）根據(jù)現(xiàn)象判斷電路電阻太大，而滑阻移動(dòng)不能改變電路電流，所以判斷出滑阻下面的兩個(gè)接線柱接入電路，只起了一個(gè)定值電阻的作用，起不到改變電壓的作用．
（4）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．
（5）測(cè)出電壓和電流，根據(jù)P=UI能測(cè)量電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$測(cè)量電阻．

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_燈=12V-6V=6V；
已知電路電流為0.3A；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{6V}{0.3A}$=20Ω，因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）將燈泡的右接線柱與電壓表的負(fù)接線柱相連，滑動(dòng)變阻器的B接線柱與電流表的負(fù)接線柱相連，如下圖所示：

（3）燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)說明電流太小，滑動(dòng)變阻器的阻值太大，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變說明滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）．
（4）根據(jù)圖丙可知，電流表的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)是0.32A；
燈泡的額定功率：P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（5）電壓表測(cè)量測(cè)量電壓，電流表測(cè)量電流，根據(jù)P=UI能測(cè)量電功率，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$能測(cè)量電阻，所以這個(gè)電路圖既能測(cè)量電功率，也能測(cè)量電阻．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；（2）如上圖所示；（3）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接到下面兩個(gè)接線柱上（滑動(dòng)變阻器接成了定值電阻）；（4）1.92；（5）伏安法測(cè)電阻．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、連接實(shí)物圖、求功率、判斷電路故障等知識(shí)，屬于中考常見題型；選擇滑動(dòng)變阻器時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值不能太小，要保證電路安全，同時(shí)應(yīng)考慮滑動(dòng)變阻器允許通過大最大電流．