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．小組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，兩個規格分別為“10Ω  1A”、“50Ω  0.5A”和的滑動變阻器，導線若干，電源一只（電壓為12V）．
（1）小組設計了如圖a所示電路圖，通過分析你認為小明應選用規格為

“50Ω 0.5A”

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

（3）小組正確選擇了滑動變阻器，將圖b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

滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路

．
（4）小組排除故障后，繼續實驗．在實驗過程中，眼睛應注意觀察

電壓表

（選填“電壓表”“電流表”或“小燈泡”）當

電壓表示數是6V

時，表明燈正常發光，記下此時電流表的示數．
（5）小組又通過實驗測得小燈泡電流隨電壓變化曲線如圖c．由圖可知，小燈泡的額定功率是

1.8

 W，此時燈泡的電阻是

20

Ω；當通過燈的電流是0.25A時，燈泡消耗的實際功率為

0.75

W．

Answer 1

分析：（1）根據串聯電路特點及歐姆定律，求出燈泡正常發光時，滑動變阻器接入電路的阻值，根據該阻值選擇滑動變阻器的規格．
（2）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發光時的電流確定電流表量程，把燈泡、滑動變阻器、電流表串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯，連線時注意電壓表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法．
（3）燈泡發光較暗，說明燈泡實際功率較小，電路電流較小，電路電阻較大；移動滑片，電壓表示數不變，說明滑動變阻器阻值不變，滑動變阻器接下面兩個接線柱，成為定值電阻．
（4）實驗過程中，要注意電壓表示數，當電壓表示數等于燈泡額定電壓時，燈泡正常發光．
（5）由I-U圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，然后由電功率公式求出燈泡額定電功率；由I-U圖象找出電流為0.25A對應的電壓，然后由電功率公式求出燈泡的實際功率．

解答：解：（1）燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_L=12V-6V=6V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值R=

U滑

I

=

6V

0.3A

=20Ω＞10Ω，滑動變阻器應選50Ω  0.5A”．
（2）燈泡額定電壓是6V，電壓表應選0～15V量程，燈泡正常發光時的電流為0.3A，
電流表應選0～0.6A量程，燈泡、滑動變阻器、電流表串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯，電路圖如圖所示．
（3）閉合開關，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，且小于6V．
具體原因是：滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路，滑動變阻器成為定值電阻．
（4）在實驗過程中，眼睛應注意觀察電壓表當電壓表示數是6V時，表明燈正常發光，記下此時電流表的示數．
（5）由圖c的I-U圖象可知，燈泡額定電壓6V對應的電流是0.3A，燈泡額定功率P_額=U_額I_額=6V×0.3A=1.8W；
由圖c的I-U圖象可知，電流0.25A對應的電壓是3V，燈泡的實際功率P_實=U_實I_實=3V×0.25A=0.75W；
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）電路圖如右圖所示；
（3）滑動變阻器把下面兩個接線柱接入電路；
（4）電壓表；電壓表示數是6V；（5）1.8；20；0.75．

點評：本題考查了滑動變阻器的選擇、連接電路圖、實驗現象分析、求燈泡電功率等問題，是實驗的常考問題；連接電路圖時，注意電表量程的選擇，注意電壓表正負接線柱不要接反；由I-U圖象找出電壓對應的電流是求電功率的前提與關鍵．