Question

11．如圖甲所示的實驗器材，測定額定電壓為6V的小燈泡的電功率．已知滑動變阻器上標有“12Ω 1A”的字樣，電源電壓保持不變．請完成下列相關問題：

（1）在甲圖上補畫一根導線，使得測定小燈泡電功率的電路完整，要求滑片P向左移動時，小燈泡變亮．
（2）正確連接好電路后，閉合開關S，此時電壓表示數為4.2V，對應的電流表示數如圖乙所示，電流示數是0.4A，電源電壓是9V．
（3）調節滑片P，當P移至ab中點時，小燈泡恰好正常發光．則小燈泡額定功率是3W．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器接右下接線柱b時，滑片向右移動時，電路電阻變小，電流變大，燈泡兩端電壓變大，電壓表示數變大．
（2）由電路圖確定電流表量程，由圖乙確定電流表的最小分度值，讀出電流表示數；由串聯電路的特點及歐姆定律求出電源電壓；
（3）由串聯電路的特點求出燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓，由歐姆定律求出電路電流；然后由公式P=UI求出燈泡的功率．

解答 解：（1）滑動變阻器接右下接線柱b時，滑片向右移動時，電路電阻變小，電流變大，燈泡兩端電壓變大，電壓表示數變大，故滑動變阻器接右下接線柱，電路圖如圖所示；

（2）由電路圖知，電流表量程是0.6A，由圖乙知電流表最小分度值是0.02A，
電流表示數是0.4A，閉合開關時滑動變阻器接入電路的阻值等于它的最大阻值R_滑=12Ω，
電源電壓U=U₁+I₁R_滑=4.2V+0.4A×12Ω=9V；
（3）此時總電壓是9V，小燈泡正常發光，即為6V，所以此時變阻器分擔的電壓是3V，此時滑片處于中點，故變阻器接入電路的電阻是6Ω，所以通過變阻器的電流是：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{6Ω}$=0.5A；故通過小燈泡的額定電流是0.5A，故小燈泡的額定功率是：
P=UI=6V×0.5A=3W；
故答案為：（1）見上圖；（2）0.4；9；（3）3．

點評 知道閉合開關時滑動變阻器接入電路的阻值最大、熟練掌握串聯電路的特點及歐姆定律、掌握電流表的讀數方法是正確解題的關鍵．