Question

一個(gè)額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過的電流約為0.3A，小明想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室中有如下器材：電流表、電壓表、開關(guān)各一個(gè)，三個(gè)規(guī)格分別為“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”、“1kΩ  0.1A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干，學(xué)生電源（電源電壓為10V）

（1）小明設(shè)計(jì)了如圖所示的電路圖，通過分析你認(rèn)為小明應(yīng)該選用規(guī)格為______的滑動(dòng)變阻器．
（2）右圖已經(jīng)連接了部分電路，請(qǐng)你根據(jù)電路圖，用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（3）實(shí)驗(yàn)中，小明發(fā)現(xiàn)電壓表15V量程檔壞了，他選用另一量程，移動(dòng)滑片，使電壓表指針滿偏，此時(shí)電流表示數(shù)為0.2A，求出燈泡的電阻R，他再由P=U²/R，求出此時(shí)小燈泡的功率為______，這個(gè)功率______（大于/等于/小于）燈泡的額定功率．
（4）如圖所示是這個(gè)燈泡中的電流隨電壓變化的圖象，正確的是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡電壓等于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值，根據(jù)此時(shí)接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值及允許通過的最大電流選擇滑動(dòng)變阻器，滑動(dòng)變阻器的最大阻值應(yīng)略大于接入電路的阻值．
（2）電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動(dòng)變阻器的接法，
應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線柱．
（3）電壓表15V量程檔壞，電壓表使用3V量程，已知電路電流，由歐姆定律求出燈泡電阻，根據(jù)P=求出燈泡功率；燈泡電壓小于額定電壓此時(shí)的功率小于燈泡的額定功率．
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，電壓與電流不成正比，I-U圖象不是直線，是一條曲線，
且電壓與電流之比即燈泡電阻逐漸增大．
解答：解：（1）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=U-U_燈=10V-6V=4V，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑==≈13.33Ω＞10Ω，電路電流是0.3A，因此應(yīng)選規(guī)格為“50Ω  0.5A”的滑動(dòng)變阻器．
（2）電流表、滑動(dòng)變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動(dòng)變阻器接上面的接線柱，電路圖如圖所示．
（3）電壓表指針滿偏，電壓為U_V=3V，燈泡的電阻R==-15Ω，
燈泡的功率P===0.6W，這個(gè)功率小于燈泡的額定功率．
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，電壓與電流不成正比，I-U圖象不是直線，是一條曲線，
且電壓與電流之比即燈泡電阻逐漸增大，圖象D能反映燈泡燈泡電流隨電壓變化的關(guān)系．
故答案為：（1）“50Ω  0.5A”；（2）電路圖如圖所示；（3）0.6W；小于；（4）D．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)變阻器的選擇、連接實(shí)物圖、求功率、判斷燈泡電壓與電流間的關(guān)系，是一道中檔題；
選擇滑動(dòng)變阻器時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值不能太小，要保證電路安全，同時(shí)應(yīng)考慮滑動(dòng)變阻器允許通過大最大電流．