Question

如圖甲所示，是某同學測量當其中有一個燈泡達到正常工作時，兩燈泡L1、L2消耗的總功率的實驗電路圖．現給出的實驗器材如下：
A．蓄電池（電壓為10V）  
B．電流表一個（量程為0～0.6A，0～3A）
C．電壓表一個（量程為0～3V，0～15V）  
D．滑動變阻器R（阻值為0～20Ω）
E．標有“6V 6W”的燈泡L₁和“6V 3W”的燈泡L₂各一個  
F．開關一個；導線若干
則：（1）為了使測量結果盡可能準確，電表的指針不超過量程，并且指針還應達到刻度線的中線以上，那么，電流表的量程應選

 

；電壓表的量程應選

 

．

（2）采用適當的電路，分別測出了這兩個燈泡L₁、L₂在不同電壓下的電流值，如下表所示．

實驗次數	1	2	3	4	5	6	7
電壓（V）	0	1	2	3	4	5	6
L1電流（A）	0.0	0.26	0.50	0.66	0.80	0.90	1.00
L2電流（A）	0.0	0.14	0.25	0.35	0.42	0.48	0.50

根據實驗測得的數據，用描點法在圖乙中作出這兩個燈泡L₁、L₂的電流隨電壓變化的關系圖象并標明L₁和L₂．
（3）將這兩個燈泡接入如圖甲所示的電路中，根據作出的I-U關系圖象得出，當其中有一個燈泡正常發光時，兩燈泡的總功率為

 

W，此時滑動變阻器接入電路的阻值是

 

Ω．
（4）根據實驗電路圖甲，用鉛筆畫線代替導線將實物圖連接起來，使之成為完整的實驗實物圖（部分導線已經連好）．

Answer 1

分析：先求L₁和L₂的額定電流，當其中一個燈泡達到正常工作，測L₁和L₂串聯之后的總功率，必須使額定電流小的燈泡正常工作．
（1）L₁的額定電流為1A，L₂的額定電流為0.5A，使L₂正常發光，確定電流表量程．
根據實驗表格知，L₁在0.5A時的電壓為2V，確定電壓表量程．
（2）用數學描點法，描出L₁和L₂的電壓和電流對應點，用光滑的曲線連接起來．
（3）當電路電流為0.5A時，L₁的電壓為2V，L₂的電壓為6V．
根據P=UI，分別計算兩燈功率，再求總功率．
根據串聯電路的電壓特點，求出滑動變阻器的電壓，再求出滑動變阻器的電阻．
（4）根據電路圖畫實物圖，從電源正極開始，依次串聯各元件，最后把電壓表并聯在燈泡L₁兩端．
連接過程中，注意電壓表、電流表的量程，正負接線柱，連接方式．注意滑動變阻器選擇一上一下與電路圖中接入的部分對應．

解答：解：（1）L₁的額定電流為：I₁=

P1

U1

=

6W

6V

=1A．
L₂的額定電流為：I₂=

P2

U2

=

3W

6V

=0.5A．
使L₂正常工作，測L₁與L₂串聯的總功率，電路電流為0.5A，電流表選擇0～0.6A量程．
由表格數據知，L₁的電流為0.5A時，電壓為2V，電壓表選擇0～3V量程．
（2）在坐標中描出L₁（0，0）、（1，0.26）、（2，0.50）、（3，0.66）、（4，0.80）、（5，0.90）、（6，1.00）用光滑的曲線連接各點，標出L₁．
在坐標中描出L₂（0，0）、（1，0.14）、（2，0.25）、（3，0.35）、（4，0.42）、（5，0.48）、（6，0.50）用光滑的曲線連接各點，標出L₂．如圖．

（3）L₂正常工作時，電流為0.5A，由表格數據知，L₁的電壓為2V，L₂電壓為6V．
所以，P₁=U₁I₂=2V×0.5A=1W．
P₂=U₂I₂=6V×0.5A=3W．
所以總功率P=P₁+P₂=1W+3W=4W．
滑動變阻器兩端的電壓為：U=U_總-U₁-U₂=10V-2V-6V=2V，
此時滑動變阻器的電阻為：R=

U

I2

=

2V

0.5A

=4Ω．
（4）電壓表選擇0～3V量程，電流表選擇0～0.6A量程．
電流從電壓表和電流表正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器與電路圖連入的部分相對應，接右下端接線柱．
從電源正極出發，按照電流方向，依次串聯L₂、L₁、電流表、滑動變阻器、開關到電源負極．電壓表與L₁并聯．如上面實物圖．
故答案為：（1）0～0.6A；0～3V；（2）如上面圖象；（3）4；4；（4）如實物圖．

點評：已知兩個燈泡的額定電壓和額定功率，使兩個燈泡串聯在電路中．使其中一個燈泡正常工作，要讓額定電流小的正常工作；使兩個燈泡并聯在電路中，使其中一燈泡正常工作，使額定電壓小的正常工作，這是一種類型，一定要掌握．