Question

燈泡L正常工作時(shí)的電壓為3.6V，燈絲的電阻約為18Ω，電流表量程為“0～0.6A”和“0～3A”，電壓表只有“0～3V”檔可利用，電源電壓恒為6V，滑動(dòng)變阻器有“10Ω、1A”、“15Ω、1A”、“20Ω、1A”可供選用
（1）畫(huà)出測(cè)量所需小燈泡額定功率的電路圖（在虛線(xiàn)框甲內(nèi)）
（2）變阻器阻值置于最大處后，若無(wú)需再移動(dòng)滑片P就可閉合開(kāi)關(guān)，變阻器應(yīng)選

 

，并按題意連接好實(shí)物圖乙，并在甲中畫(huà)出電路圖．
（3）調(diào)節(jié)滑片P待電壓表示數(shù)為

 

V時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光．此時(shí)電流表示數(shù)見(jiàn)圖丙，則燈泡額定功率為

 

W．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓大于電壓表量程，可用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
（2）為保證安全，由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出燈泡電壓為額定電壓時(shí)滑動(dòng)變阻器的電阻，此阻值為滑動(dòng)變阻器的最小阻值；然后求出電壓表示數(shù)最大，為3V時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值，該阻值是滑動(dòng)變阻器的最大阻值，然后選擇滑動(dòng)變阻器；根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，然后根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（3）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓，即電壓表示數(shù)；根據(jù)電流表量程及圖丙所示電流表確定電流表分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由P=UI求出燈泡額定功率．

解答：解：（1）電源、開(kāi)關(guān)、燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，電路圖如圖甲所示．
（2）①燈泡額定電壓是U_L=3.6V，則滑動(dòng)變阻器的最小分壓U_R最小=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=

UL

RL

=

3.6V

18Ω

=0.2A，滑動(dòng)變阻器的最小阻值R_最小=

UR最小

I

=

2.4V

0.2A

=12Ω；
電壓表量程是0～3V，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，則滑動(dòng)變阻器最大電壓U_R最大=3V，
此時(shí)燈泡兩端電壓U_L′=U-U_R最大=6V-3V=3V，電路電流I′=

UL′

RL

=

3V

18Ω

=

1

6

A，
滑動(dòng)變阻器最大阻值R_最大=

UR最大

I′

=

3V

1 6 A

=18Ω，滑動(dòng)變阻器的取值范圍是12Ω～18Ω，
因此變阻器阻值置于最大處后，若無(wú)需再移動(dòng)滑片P就可閉合開(kāi)關(guān)，變阻器應(yīng)選“15Ω、1A”．
②燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=

UL

RL

=

3.6V

18Ω

=0.2A，電流表選0～0.6A量程，電壓表選0～3V量程，
根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖如圖乙所示．

（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡電壓等于額定電壓U_L=3.6V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_{滑動(dòng)}=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，則此時(shí)電壓表示數(shù)是2.4V；電流表量程是0～0.6A，由圖丙所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，電流表讀數(shù)是0.2A，
燈泡額定功率P=U_LI=3.6V×0.2A=0.72W．
故答案為：（1）電路圖如圖甲所示；（2）“15Ω、1A”；實(shí)物電路圖如圖乙所示；（3）2.4；0.72．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)器材的選取、連接實(shí)物電路圖、電流表讀數(shù)、求燈泡功率等問(wèn)題，是實(shí)驗(yàn)的常考問(wèn)題，一定要掌握；選擇滑動(dòng)變阻器的規(guī)格是本題的難點(diǎn)，知道保證安全的條件、熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律是正確解題的關(guān)鍵．