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11.要测量-个额定电压是3.8V的小灯泡的额定功率,估计小灯泡工作时的电阻约为10Ω.现有电流表、电压表、开关各一个,三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω 0.5A”和“1kΩ 0.1A”的滑动变阻器,导线若干,8V的电源一个.
(1)通过分析你认为小星应选用规格为50Ω 0.5A的滑动变阻器.
(2)请你根据电路图,用笔画线代替导线,将图甲中的器材连成实验电路.
(3)小星正确选择了滑动变阻器,按图连接好电路,闭合开关,发现灯泡不亮,电流表无实数,任意移动滑动变阻器的滑片,电压表的示数不变(示数不为零).原因可能是灯L断路
(4)小星排除故障后,继续试验,当电压表的示数为3.8V时,电流表的示数如图乙所示,则通过小灯泡的电流为0.34A,该灯泡的额定功率是1.292W.

分析 (1)判断滑动变阻器的使用规格,同时要考虑滑动变阻器的电阻和允许通过的最大电流.
滑动变阻器与灯泡串联,灯泡电流大约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A.三个滑动变阻器电流都适用.
滑动变阻器电阻大约为R'=$\frac{U′}{I}$=$\frac{8V-3.8V}{0.38A}$=11.1Ω.可以确定滑动变阻器电阻.
(2)从电源正极开始,按照电流方向,依次串联各元件,电压表并联在灯泡两端,
连接过程中注意电压表、电流表量程和滑动变阻器接线柱的选择:
灯泡额定电压为3.8V,电压表选择0~15V量程.
灯泡电流大约为0.38A,电流表选择0~0.6A量程.
滑动变阻器把左半段接入电路,滑动变阻器选择左下端接线柱,上面任意选择.
(3)灯泡不亮,电流表无示数,灯泡可能短路或断路.
灯泡断路时,电路断路,电路中没有电流,电流表无示数,电压表串联联在电路中,电压表测量电源电压;
灯泡短路时,电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,电压表测量导线电压,示数为0.
(4)电流表的读数:首先确定使用的量程,然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数.
知道电压和电流,根据P=UI,计算额定功率.

解答 解:(1)电路电流最大约为IL=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A,
“1KΩ  0.1A”的滑动变阻器电流太小不适合.
灯泡正常工作时,滑动变阻器电压为:U'=U-U2=8V-3.8V=4.2V,
滑动变阻器电阻为:R'=$\frac{U′}{{I}_{L}}$=$\frac{4.2V}{0.38A}$=11.1Ω,
“10Ω  1A”的电阻太小,不能满足实验需要,
故选择“50Ω  0.5A”滑动变阻器.
(2)灯泡额定电压为3.8V,电压表选择0~15V,
灯泡额定电流约为0.38A,电流表选择0~0.6A,
根据电路图,滑动变阻器选择左下端接线柱,上面任意选择,
从电源正极开始,依次连接开关、滑动变阻器、灯泡到电源负极,电压表并联在灯泡两端.如图.

(3)闭合开关,灯泡不亮,电流表无示数,电路断路,移动滑片,电压表示数不为0且不变,电压表串联在电路中,测电源电压,所以灯泡断路.
(4)电流表使用的0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.34A.
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W.
故答案为:(1)50Ω 0.5A;(2)见上图;(3)灯丝断了;(4)0.34;1.292.

点评 根据题目数据选择合适的滑动变阻器,不但考虑滑动变阻器允许通过的电流,也要考虑滑动变阻器的电阻.电路电流不能超过滑动变阻器允许通过的最大电流,滑动变阻器最大电阻稍大于电路需要的电阻,这样,滑动变阻器既能满足电路要求,也能使电路准确获得需要的数据.

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