Question

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“10Ω lA”、B：“50Ω 0.5A”、C：“1kΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为12V）．
（1）小明设汁了如图甲所示电路图，通过分析认为小明应选用上述规格为______（选填字母序号）的滑动变阻器．

（2）图乙已连接了部分电路．请你根据图甲的电路图．用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）小明正确选择了滑动变阻器，将图乙的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发 光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V．具体原因是______　（选填字母序号）
A、灯泡短路　 B、将滑动变阻器的CD接线柱接入了电路
C、灯泡断路　 D、将滑动变阻器的AB接线柱接入了电路
（4）小明排除故障后，继续实验．调节滑动变阻器，当电压表的示数为6V时．电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是______W．此实验中滑动变阻器除了保护电路外，另一个主要作用是______．（选填字母序号）
A、进行多次测量求功率的平均值减小误差
B、调节灯泡两端的电压比较灯泡在不同电压下的亮度．

Answer 1

解：
（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U_滑=U-U_灯=12V-6V=6V，
此时滑动变阻器接入电路的电阻R_滑===20Ω，电路电流是0.3A，因此应选规格为“50Ω 0.5A”的滑动变阻器．
（2）电压表并联在灯泡两端，如下图所示；
（3）灯泡发光较暗，电流表有示数说明电流太小，滑动变阻器的阻值太大，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变说明滑动变阻器滑动变阻器同时接到下面两个接线柱上（滑动变阻器接成了定值电阻）．
（4）电流表使用的量程是0～0.6A，分度值为0.02A，示数是0.32A，灯泡的额定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W；
此实验中滑动变阻器除了保护电路外，另一个主要作用是调节灯泡两端的电压比较灯泡在不同电压下的亮度，帮助我们理解灯泡亮度与实际功率的关系．故选B．
故答案为：
（1）B；
（2）如图：
；
（3）B；（4）1.92；B．
分析：（1）灯泡正常发光时，灯泡电压等于额定电压，根据串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出接入电路的滑动变阻器的阻值，根据此时接入电路的滑动变阻器的阻值及允许通过的最大电流选择滑动变阻器，滑动变阻器的最大阻值应略大于接入电路的阻值．
（2）电压表测量灯泡两端电压，与灯泡并联．
（3）根据现象判断电路电阻太大，而滑阻移动不能改变电路电流，所以判断出滑阻下面的两个接线柱接入电路，只起了一个定值电阻的作用，起不到改变电压的作用．
（4）根据电流表的量程和分度值读出示数的大小，根据P=UI求出灯泡的额定功率．灯泡的亮度决定于灯泡的实际功率，实际电压等于额定电压时，灯泡才能正常发光，实际电压不等于额定电压，实际功率也不等于额定功率，灯泡不能正常发光．
点评：滑动变阻器的正确选择是本题的关键，要从通过的电流和分担的电压两个方面来分析，确定该使用哪个滑动变阻器．