Question

13．一個額定電壓是3V的小燈泡，其正常工作時通過的電流約為0.3A，小明想測定這個小燈泡的額定功率，實驗室中有如下器材：電流表、電壓表、開關各一個，三個規格分別為A標有“10Ω  1A”、B標有“50Ω  0.5A”和C標有“1kΩ  1A”的滑動變阻器，導線若干，電源（電壓為12V）．

（1）圖乙中已連接了部分電路，請你根據圖甲所示電路圖用筆畫線代替導線將電路連接完整．
（2）通過分析后小明應選用規格為B滑動變阻器．
（3）小明正確選擇了滑動變阻器，將圖中的電路補充完整連接后，閉合開關發現燈泡不發光，電流表無示數，任意移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數且約為12V，具體原因是BC
A、小電燈短路            B、小電燈的燈絲斷了
C、小電燈的燈座接觸不良   D、變阻器滑片接觸不良
（4）小明排除故障后繼續試驗，當電壓表的示數為3V時，電流表的示數如圖丙所示為0.32A，則小燈泡的額定功率是0.96W．

Answer 1

分析 （1）根據圖甲電路圖連接實物，注意根據燈泡規格選擇合適的電表量程；
（2）由串聯電路特點和歐姆定律計算燈泡正常發光時滑動變阻器連入電路的阻值，從而確定變阻器的規格；
（3）由各選項分析判斷電路中現象，從而選擇合適的答案；
（4）閉合開關前，防止電路中電流過大、燒壞用電器，保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；根據電流表的量程和分度值讀出示數的大小，根據P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：
（1）由圖甲知，電流表、滑動變阻器、燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯，因為燈泡正常工作時通過的電流約為0.3A，所以電流表使用0-0.6A量程，滑動變阻器一上一下接．如圖所示：
；
（2）燈泡額定電壓3V，其正常工作時通過的電流約為0.3A，
燈泡正常發光時變阻器連入電路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{U-{U}_{額}}{I}$=$\frac{12V-3V}{0.3A}$=30Ω，
所以應選擇“50Ω 0.5A”的滑動變阻器B；
（3）A、若小電燈短路，則燈泡不亮，但電流表會有示數，電壓表無示數，故A不合題意；
B、若小電燈的燈絲斷了或燈座接觸不良，電壓表串聯入電路中，所以小燈泡不亮，電流表無示數，故B、C符合題意；
D、若變阻器滑片接觸不良，燈泡會發光，電表都有示數，故D不合題意．
（4）電流表使用的量程是0～0.6A，分度值為0.02A，由圖知，當電壓表的示數為3V時，燈泡正常工作，通過燈泡的電流為示數是0.32A；
燈泡的額定功率P=UI=3V×0.32A=0.96W．
故答案為：（1）見上圖；（2）B；（3 ） BC；（4）0.32； 0.96．

點評 本題是測定小燈泡額定功率的實驗，考查了電路的連接、滑動變阻器的使用、電表的讀數及電功率的計算，滑阻變阻器的正確選擇是本題的關鍵．