Question

【題目】小慶同學(xué)想測(cè)定小燈泡的額定功率，他選用了以下器材：標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡（正常工作電流約0.3A），電源為6V且不變，量程為“0～0.6A”與“0～3A”的電流表，量程為“0～3V”與“0～15V”的電壓表，開關(guān)，導(dǎo)線若干，以及三種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器（分別標(biāo)有“10Ω 1A”、“20Ω 0.5A”、“50Ω 0.2A”字樣）。

（1）通過估算，小慶同學(xué)應(yīng)選擇標(biāo)有_______________字樣的滑動(dòng)變阻器；

（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物電路圖連接完整________；

（3）連接好電路后，閉合開關(guān)，小慶同學(xué)發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，小燈泡都不發(fā)光，此時(shí)電壓表示數(shù)為零，但電流表有示數(shù)，則故障為____________；

A．燈泡斷路 B．燈泡短路 C．變阻器斷路 D．變阻器短路

（4）排除故障后，閉合開關(guān)，電壓表示數(shù)為1.8V，此時(shí)應(yīng)將滑片P向_____（選填“A”或“B”）端移動(dòng)到合適位置，讀出電流表示數(shù)，即可算出額定功率。老師告訴小慶，電壓表工作時(shí)內(nèi)部其實(shí)有微弱的電流流過，由此可知所測(cè)額定功率偏_____（選填“大”或“小”）。

（5）同組的小佳同學(xué)打算只利用一只電表和增加一個(gè)阻值為10Ω的電阻R0，來測(cè)量小燈泡的額定功率。她設(shè)計(jì)了甲、乙兩種不同方案的電路圖，以下判斷正確的是（_______）

A．兩種方案都能 B．兩種方案都不能

C．丙方案能，丁方案不能 D．丙方案不能，丁方案能

Answer 1

【答案】 20Ω 0.5A 略 B B 大 B

【解析】（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U滑 =U-UL =6V-2.5V=3.5V，因?yàn)?/span>I=U/R，所以此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R_滑 =U滑/I=3.5V/0.3A≈11.7Ω，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為0.3A，則滑動(dòng)變阻器應(yīng)選：“20Ω 0.5A”；

（2）由電路圖知，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表組成一個(gè)串聯(lián)電路，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電，如圖所示：

（3）電壓表無示數(shù)，說明燈泡兩端無電壓，燈泡也不發(fā)光，電流表有示數(shù)，則可能與電壓表并聯(lián)的燈泡短路造成，故選B；

（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，排除電路故障后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為1.8V小于燈的額定電壓，若想測(cè)量小燈泡的額定功率應(yīng)增大燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，應(yīng)減小變阻器分得的電壓，由分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，應(yīng)將滑片P向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；通過燈的電流為IL ，電壓表工作時(shí)，其實(shí)內(nèi)部有微弱電流IV 通過，根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，電流表的示數(shù)I=IL +IV ，測(cè)量時(shí)，小燈泡的額定電功率PL=UL ×I，而燈正常發(fā)光時(shí)的實(shí)際功率P=UL ×IL ，所以，PL ＞P，即所測(cè)量的額定功率偏大；

（5）圖甲中，無論S接a還是接b都無法得知小燈泡是否正常發(fā)光，甲方案不能測(cè)定小燈泡的額定電功率；乙方案中，R0 、小燈泡、變阻器三者串聯(lián)，S接a時(shí)，電壓表測(cè)定值電阻的電壓，S接b時(shí)測(cè)燈和定值電阻的總電壓，都無法確定小燈泡是否正常發(fā)光，乙方案不能測(cè)定小燈泡的額定電功率，所以，兩種方案都不能測(cè)出小燈泡的額定功率，故選B。