Question

灯泡L正常工作时的电压为3.6V，灯丝的电阻约为18Ω，电流表量程为“0～0.6A”和“0～3A”，电压表只有“0～3V”档可利用，电源电压恒为6V，滑动变阻器有“10Ω、1A”、“15Ω、1A”、“20Ω、1A”可供选用
（1）画出测量所需小灯泡额定功率的电路图（在虚线框甲内）
（2）变阻器阻值置于最大处后，若无需再移动滑片P就可闭合开关，变阻器应选

 

，并按题意连接好实物图乙，并在甲中画出电路图．
（3）调节滑片P待电压表示数为

 

V时，灯泡恰好正常发光．此时电流表示数见图丙，则灯泡额定功率为

 

W．

Answer 1

分析：（1）灯泡额定电压大于电压表量程，可用电压表测滑动变阻器两端电压，据此设计实验电路．
（2）为保证安全，由串联电路特点及欧姆定律求出灯泡电压为额定电压时滑动变阻器的电阻，此阻值为滑动变阻器的最小阻值；然后求出电压表示数最大，为3V时，滑动变阻器的阻值，该阻值是滑动变阻器的最大阻值，然后选择滑动变阻器；根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程，然后根据电路图连接实物电路图．
（3）根据串联电路特点求出灯泡正常发光时，滑动变阻器的电压，即电压表示数；根据电流表量程及图丙所示电流表确定电流表分度值，读出电流表示数，然后由P=UI求出灯泡额定功率．

解答：解：（1）电源、开关、灯泡、电流表、滑动变阻器串联，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图甲所示．
（2）①灯泡额定电压是U_L=3.6V，则滑动变阻器的最小分压U_R最小=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，
灯泡正常发光时的电流约为I=

UL

RL

=

3.6V

18Ω

=0.2A，滑动变阻器的最小阻值R_最小=

UR最小

I

=

2.4V

0.2A

=12Ω；
电压表量程是0～3V，电压表与滑动变阻器并联，则滑动变阻器最大电压U_R最大=3V，
此时灯泡两端电压U_L′=U-U_R最大=6V-3V=3V，电路电流I′=

UL′

RL

=

3V

18Ω

=

1

6

A，
滑动变阻器最大阻值R_最大=

UR最大

I′

=

3V

1 6 A

=18Ω，滑动变阻器的取值范围是12Ω～18Ω，
因此变阻器阻值置于最大处后，若无需再移动滑片P就可闭合开关，变阻器应选“15Ω、1A”．
②灯泡正常发光时的电流约为I=

UL

RL

=

3.6V

18Ω

=0.2A，电流表选0～0.6A量程，电压表选0～3V量程，
根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图乙所示．

（3）灯泡正常发光时，灯泡电压等于额定电压U_L=3.6V，此时滑动变阻器两端电压U_滑动=U-U_L=6V-3.6V=2.4V，则此时电压表示数是2.4V；电流表量程是0～0.6A，由图丙所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，电流表读数是0.2A，
灯泡额定功率P=U_LI=3.6V×0.2A=0.72W．
故答案为：（1）电路图如图甲所示；（2）“15Ω、1A”；实物电路图如图乙所示；（3）2.4；0.72．

点评：本题考查了实验电路设计、实验器材的选取、连接实物电路图、电流表读数、求灯泡功率等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；选择滑动变阻器的规格是本题的难点，知道保证安全的条件、熟练应用串联电路特点及欧姆定律是正确解题的关键．