Question

小明手頭有一個(gè)額定電壓是6V、正常工作電流約為0.3A的小燈泡，他想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率．實(shí)驗(yàn)室給他提供的器材如下：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 0.5A”、“50Ω 0.5A”“1kΩ 0.1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，電壓為12V的電源．

（1）小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)選用規(guī)格為______的滑動(dòng)變阻器．
（2）當(dāng)小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，且亮度很大，其原因是______和______．
（3）實(shí)驗(yàn)過程中，小明邊調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，邊觀察電壓表示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，他觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過燈泡的電流為______A，該燈泡的額定功率為______W．
（4）根據(jù)這個(gè)電路，還可以完成的實(shí)驗(yàn)是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）電源電壓是12V，燈泡和滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)，燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓是6V，電流約是0.3A，根據(jù)歐姆定律得，滑動(dòng)變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過的電流不小于0.3A．
（2）小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時(shí)，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)，亮度很大，說明電路中電流很大，電阻很小，滑動(dòng)變阻器沒有處于最大阻值處．
（3）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
（4）知道額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI求出額定功率．
（5）測(cè)出電壓和電流，根據(jù)P=UI能測(cè)量電功率，根據(jù)能測(cè)量電阻．
解答：解：（1）電源電壓是12V，燈泡和滑動(dòng)變阻器是串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于給串聯(lián)導(dǎo)體的電壓之和，串聯(lián)電路的電流處處相等．燈泡正常工作的電壓是6V，電流約是0.3A，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器的電壓是6V，電流約是0.3A，根據(jù)得，滑動(dòng)變阻器的最小電阻是20Ω，允許通過的電流不小于0.3A．所以滑動(dòng)變阻器選擇“50Ω 0.5A”．
（2）小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時(shí)，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)；亮度很大，說明電路中電流很大，電源電壓一定時(shí)，電阻很小，滑動(dòng)變阻器沒有處于最大阻值處．
（3）電流表使用的量程是0～0.6A，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，示數(shù)是0.32A．
燈泡的額定電壓是6V，額定電流是0.32A，
P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（4）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)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）電路連接過程中開關(guān)未斷開；滑動(dòng)變阻器未移到阻值最大處；
（3）0.32；1.92；
（4）伏安法測(cè)燈泡的電阻．
點(diǎn)評(píng)：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求能正確選擇電壓表、電流表的量程，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能排除電路故障．
（3）掌握電流表的正確讀數(shù)．
（4）本題的電路圖在電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到，測(cè)量電阻、測(cè)量功率等．
（5）本實(shí)驗(yàn)是電學(xué)比較典型的實(shí)驗(yàn)，一定要透徹理解．