Question

20．小明在“測量小燈泡的額定功率”時準備了如下器材：額定電壓為6V的小燈泡、穩(wěn)定電源（電壓大約12V）、最大阻值為R₀的滑動變阻器（R₀已知）、電流表、電壓表、開關(guān)各1個，導(dǎo)線若干．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲電路連接完整；
（2）實驗中在開關(guān)閉合前應(yīng)該將滑動變阻器的滑片調(diào)至最右（左/右）端；
（3）小明正確連接好電路后，閉合開關(guān)，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(guān)，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)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是1.44W，此時小燈泡的電阻為25Ω．

Answer 1

分析 （1）測小燈泡的額定功率實驗，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動變阻器的接法．
（2）連接電路時，應(yīng)斷開開關(guān)，并將滑片移至最大阻值處；
（3）燈泡不亮，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，電路中無斷路；電壓表示數(shù)為0，則燈泡短路；
（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，再根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡的電阻；

解答 解：
（1）電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端，由于小燈泡的額定電壓為6V，故電壓表選用0～15V量程，如圖所示：

（2）為保證電路安全，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；由圖知，滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片調(diào)至最右端，使其阻值最大；
（3）小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路中有斷路，電壓表有示數(shù)，表明電壓表能和電源相連，所以可能是燈泡斷路造成；
（4）由圖知，電流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.24A，
則燈泡的額定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W；小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.24A}$=25Ω；
故答案為：（1）見上圖；（2）右；（3）燈泡斷路；（4）1.44；25；

點評 本題考查了用伏安法測燈泡電功率的實驗中滑動變阻器的正確使用方法、實物圖的連接、電壓表的讀數(shù)、功率的計算以及通電直導(dǎo)線磁場方向判斷方法等內(nèi)容；明確測電阻的原理為R=$\frac{U}{I}$，用電壓表和電流表，再根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流和電壓特點，直接或間接測量電壓和電流，這是解決本題的關(guān)鍵．