Question

20．小明在“测量小灯泡的额定功率”时准备了如下器材：额定电压为6V的小灯泡、稳定电源（电压大约12V）、最大阻值为R₀的滑动变阻器（R₀已知）、电流表、电压表、开关各1个，导线若干．

（1）请用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；
（2）实验中在开关闭合前应该将滑动变阻器的滑片调至最右（左/右）端；
（3）小明正确连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是灯泡断路；
（4）故障排除后，再次闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率是1.44W，此时小灯泡的电阻为25Ω．

Answer 1

分析 （1）测小灯泡的额定功率实验，灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器的接法．
（2）连接电路时，应断开开关，并将滑片移至最大阻值处；
（3）灯泡不亮，电流表有明显偏转，电路中无断路；电压表示数为0，则灯泡短路；
（4）确定电流表的量程、最小分度值，由图读出电流表的示数；根据公式P=UI求出小灯泡的功率，再根据R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡的电阻；

解答 解：
（1）电压表应并联在灯泡两端，由于小灯泡的额定电压为6V，故电压表选用0～15V量程，如图所示：

（2）为保证电路安全，连接电路时，开关应断开；由图知，滑动变阻器的下面接了左边的接线柱，所以闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调至最右端，使其阻值最大；
（3）小灯泡始终不亮，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数，表明电压表能和电源相连，所以可能是灯泡断路造成；
（4）由图知，电流表量程是0～0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.24A，
则灯泡的额定功率P=UI=6V×0.24A=1.44W；小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.24A}$=25Ω；
故答案为：（1）见上图；（2）右；（3）灯泡断路；（4）1.44；25；

点评 本题考查了用伏安法测灯泡电功率的实验中滑动变阻器的正确使用方法、实物图的连接、电压表的读数、功率的计算以及通电直导线磁场方向判断方法等内容；明确测电阻的原理为R=$\frac{U}{I}$，用电压表和电流表，再根据串联电路和并联电路的电流和电压特点，直接或间接测量电压和电流，这是解决本题的关键．