Question

要測量一個額定電壓是3.8V的小燈泡的額定功率，估計小燈泡正常工作時的電阻約為10Ω．現(xiàn)有電流表、電壓表、開關各一個，三個規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”“1kΩ 0.1A”的滑動變阻器，導線若干，電源（8V）一個．
（1）小星設計了如圖所示的電路圖，通過分析你認為小星應選用規(guī)格為

50Ω 0.5A

的滑動變阻器．
（2）小星正確選擇了滑動變阻器，按圖連接好電路，閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光，當任意移動滑動變阻器的滑片，電流表和電壓表的示數(shù)都不變（示數(shù)不為零）．具體原因是

滑動變阻器都接入上邊或下邊兩個接線柱

．
（3）小星排除故障后，繼續(xù)實驗；當電壓表的示數(shù)為3.8V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則該燈炮的額定功率是

1.292

W．

Answer 1

分析：（1）判斷滑動變阻器的使用規(guī)格，同時要考慮滑動變阻器的電阻和允許通過的最大電流；先根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的阻值，據(jù)此確定滑動變阻器電阻．
（2）根據(jù)燈泡發(fā)光，而滑阻移動不能改變電路電流，所以判斷出滑動變阻器都接入上邊或下邊兩個接線柱，起不到改變電壓的作用．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求出該燈炮的額定功率．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時，兩端的電壓U_L=3.8N，
電路電流最大約為I_L=

UL

RL

=

3.8V

10Ω

=0.38A＞0.1A，故“1KΩ  0.1A”的滑動變阻器電流太小不適合；
滑動變阻器電壓為：U′=U-U_L=8V-3.8V=4.2V，
滑動變阻器電阻為：R′=

U′

IL

=

4.2V

0.38A

≈11.1Ω＞10Ω，故“10Ω  1A”的電阻太小，不能滿足實驗需要；
故選擇“50Ω  0.5A”滑動變阻器．
（2）燈泡發(fā)光，電流表和電壓表的示數(shù)都不變（示數(shù)不為零）說明滑動變阻器都接入上邊或下邊兩個接線柱，起不到改變電壓的作用．
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，燈泡的額定電流為0.34A，
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
故答案為：（1）50Ω  0.5A；
（2）滑動變阻器都接入上邊或下邊兩個接線柱；
（3）1.292．

點評：本題考查了電路故障的原因和電流表的讀數(shù)以及電功率公式、歐姆定律的計算，關鍵是滑阻的正確選擇，要從通過的電流和分擔的電壓兩個方面來分析，確定該使用哪個滑阻．