Question

要测量一个额定电压是3.8V的小灯泡的额定功率，估计小灯泡正常工作时的电阻约为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”“1kΩ 0.1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（8V）一个．
（1）小星设计了如图所示的电路图，通过分析你认为小星应选用规格为______的滑动变阻器．
（2）小星正确选择了滑动变阻器，按图连接好电路，闭合开关，发现灯泡发光，当任意移动滑动变阻器的滑片，电流表和电压表的示数都不变（示数不为零）．具体原因是______．
（3）小星排除故障后，继续实验；当电压表的示数为3.8V时，电流表的示数如图乙所示，则该灯炮的额定功率是______W．

Answer 1

【答案】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；先根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，再根据串联电路的电压特点求出灯泡正常发光时滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的阻值，据此确定滑动变阻器电阻．
（2）根据灯泡发光，而滑阻移动不能改变电路电流，所以判断出滑动变阻器都接入上边或下边两个接线柱，起不到改变电压的作用．
（3）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，利用P=UI求出该灯炮的额定功率．
解答：解：（1）灯泡正常发光时，两端的电压U_L=3.8N，
电路电流最大约为I_L===0.38A＞0.1A，故“1KΩ  0.1A”的滑动变阻器电流太小不适合；
滑动变阻器电压为：U′=U-U_L=8V-3.8V=4.2V，
滑动变阻器电阻为：R′==≈11.1Ω＞10Ω，故“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）灯泡发光，电流表和电压表的示数都不变（示数不为零）说明滑动变阻器都接入上边或下边两个接线柱，起不到改变电压的作用．
（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，灯泡的额定电流为0.34A，
灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
故答案为：（1）50Ω  0.5A；
（2）滑动变阻器都接入上边或下边两个接线柱；
（3）1.292．
点评：本题考查了电路故障的原因和电流表的读数以及电功率公式、欧姆定律的计算，关键是滑阻的正确选择，要从通过的电流和分担的电压两个方面来分析，确定该使用哪个滑阻．