Question

如图甲所示，是某同学测量当其中有一个灯泡达到正常工作时，两灯泡L1、L2消耗的总功率的实验电路图．现给出的实验器材如下：
A．蓄电池（电压为10V）  
B．电流表一个（量程为0～0.6A，0～3A）
C．电压表一个（量程为0～3V，0～15V）  
D．滑动变阻器R（阻值为0～20Ω）
E．标有“6V 6W”的灯泡L₁和“6V 3W”的灯泡L₂各一个  
F．开关一个；导线若干
则：（1）为了使测量结果尽可能准确，电表的指针不超过量程，并且指针还应达到刻度线的中线以上，那么，电流表的量程应选

 

；电压表的量程应选

 

．

（2）采用适当的电路，分别测出了这两个灯泡L₁、L₂在不同电压下的电流值，如下表所示．

实验次数	1	2	3	4	5	6	7
电压（V）	0	1	2	3	4	5	6
L1电流（A）	0.0	0.26	0.50	0.66	0.80	0.90	1.00
L2电流（A）	0.0	0.14	0.25	0.35	0.42	0.48	0.50

根据实验测得的数据，用描点法在图乙中作出这两个灯泡L₁、L₂的电流随电压变化的关系图象并标明L₁和L₂．
（3）将这两个灯泡接入如图甲所示的电路中，根据作出的I-U关系图象得出，当其中有一个灯泡正常发光时，两灯泡的总功率为

 

W，此时滑动变阻器接入电路的阻值是

 

Ω．
（4）根据实验电路图甲，用铅笔画线代替导线将实物图连接起来，使之成为完整的实验实物图（部分导线已经连好）．

Answer 1

分析：先求L₁和L₂的额定电流，当其中一个灯泡达到正常工作，测L₁和L₂串联之后的总功率，必须使额定电流小的灯泡正常工作．
（1）L₁的额定电流为1A，L₂的额定电流为0.5A，使L₂正常发光，确定电流表量程．
根据实验表格知，L₁在0.5A时的电压为2V，确定电压表量程．
（2）用数学描点法，描出L₁和L₂的电压和电流对应点，用光滑的曲线连接起来．
（3）当电路电流为0.5A时，L₁的电压为2V，L₂的电压为6V．
根据P=UI，分别计算两灯功率，再求总功率．
根据串联电路的电压特点，求出滑动变阻器的电压，再求出滑动变阻器的电阻．
（4）根据电路图画实物图，从电源正极开始，依次串联各元件，最后把电压表并联在灯泡L₁两端．
连接过程中，注意电压表、电流表的量程，正负接线柱，连接方式．注意滑动变阻器选择一上一下与电路图中接入的部分对应．

解答：解：（1）L₁的额定电流为：I₁=

P1

U1

=

6W

6V

=1A．
L₂的额定电流为：I₂=

P2

U2

=

3W

6V

=0.5A．
使L₂正常工作，测L₁与L₂串联的总功率，电路电流为0.5A，电流表选择0～0.6A量程．
由表格数据知，L₁的电流为0.5A时，电压为2V，电压表选择0～3V量程．
（2）在坐标中描出L₁（0，0）、（1，0.26）、（2，0.50）、（3，0.66）、（4，0.80）、（5，0.90）、（6，1.00）用光滑的曲线连接各点，标出L₁．
在坐标中描出L₂（0，0）、（1，0.14）、（2，0.25）、（3，0.35）、（4，0.42）、（5，0.48）、（6，0.50）用光滑的曲线连接各点，标出L₂．如图．

（3）L₂正常工作时，电流为0.5A，由表格数据知，L₁的电压为2V，L₂电压为6V．
所以，P₁=U₁I₂=2V×0.5A=1W．
P₂=U₂I₂=6V×0.5A=3W．
所以总功率P=P₁+P₂=1W+3W=4W．
滑动变阻器两端的电压为：U=U_总-U₁-U₂=10V-2V-6V=2V，
此时滑动变阻器的电阻为：R=

U

I2

=

2V

0.5A

=4Ω．
（4）电压表选择0～3V量程，电流表选择0～0.6A量程．
电流从电压表和电流表正接线柱流入，从负接线柱流出．
滑动变阻器与电路图连入的部分相对应，接右下端接线柱．
从电源正极出发，按照电流方向，依次串联L₂、L₁、电流表、滑动变阻器、开关到电源负极．电压表与L₁并联．如上面实物图．
故答案为：（1）0～0.6A；0～3V；（2）如上面图象；（3）4；4；（4）如实物图．

点评：已知两个灯泡的额定电压和额定功率，使两个灯泡串联在电路中．使其中一个灯泡正常工作，要让额定电流小的正常工作；使两个灯泡并联在电路中，使其中一灯泡正常工作，使额定电压小的正常工作，这是一种类型，一定要掌握．