Question

13．小雨同学进行“测量小灯泡的电功率”实验，现有器材：额定电压为6V的同规格小灯泡（电阻约为25Ω）若干个，电压为12V的电源1个，电流表、电压表、开关各1个，规格分别为“20Ω  1A”和“50Ω  0.5A”的滑动变阻器各1个，导线若干．

（1）实验中应选择规格为“50Ω0.5A”的滑动变阻器．
（2）图甲中已经连接了部分电路，请用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）小雨正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是小灯泡断路．
（4）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则电流表的示数为0.24A，小灯泡的额定功率是1.44W．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路的特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，然后由欧姆定律求出此时滑动变阻器接入电路的阻值，根据这个阻值，判断选择哪个滑动变阻器；
（2）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在电路两端，注意滑动变阻器的接法；
（3）小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路存在断路；电流表无示数，可能是电路断路或电流表短路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障是小灯泡断路；
（4）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率．

解答 解：（1）串联电路中，电路处处相等，滑动变阻器中电流与灯泡中电流相等：I_滑=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{6V}{25Ω}$=0.24A；
灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_灯泡=12V-6V=6V，滑动变阻器接入电路的电阻R=$\frac{6V}{0.24A}$=25Ω＞20Ω，所以应选择“50Ω 0.5A”的滑动变阻器；
（2）开关、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，连接实物电路，实物电路图如图所示：

（3）电路正确连接后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，出现这一故障的原因可能是小灯泡断路；
（4）由图示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.24A，灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W；
故答案为：（1）50Ω  0.5A；（2）电路图如图所示；（3）小灯泡断路；（4）0.24；1.44．

点评 本题考查了实验器材（滑动变阻器）的选择、连接电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡功率等，考查的内容较多，是实验的常考内容，需要掌握．