Question

圖甲是小明設(shè)計的測量一個小燈泡額定功率的電路圖．已知定值電阻R=15Ω，滑動變阻器R（20Ω   1A），電源電壓為18V，小燈泡的額定電壓為6V、額定功率約為3W．

（1）閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最______．（選填“左端”或“右端”）
（2）小明正確連接電路后，進行實驗．小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，通過小燈泡的電流為______A，其實際功率為______W．
（3）電路中定值電阻R的作用是______．
（4）小明完成上述實驗后，小紅發(fā)現(xiàn)電流表已壞，她利用剩余器材和老師又給的兩個開關(guān)S₁、S₂及導(dǎo)線，也完成了對小燈泡額定功率的測量．請你在虛線框內(nèi)畫出小紅完成實驗設(shè)計的電路圖．

Answer 1

【答案】分析：（1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)圖示電路圖確定滑片的位置．
（2）根據(jù)電流表量程由圖乙所示電流表確定其分度值，讀出電流表示數(shù)，由P=UI求出燈泡實際功率．
（3）定值電阻在電路中起分壓作用，可以保護電路．
（4）把燈泡與定值電阻串聯(lián)，應(yīng)用串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時的電流，然后由功率公式求出燈泡功率．
解答：解：（1）閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）燈泡額定電壓是6V，額定功率約為你3W，∵P=UI，∴燈泡正常發(fā)光時電流約為I===0.5A，電流表應(yīng)選0～0.6A量程，由圖乙所示電流表可知其分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.48A，燈泡功率P=UI=6V×0.48A=2.88W；
（3）電路中定值電阻R的作用是保護電路．
（4）實驗電路圖如圖所示；閉合開關(guān)S、S₁，移動滑片使電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓6V，使燈泡正常發(fā)光；
保持滑片位置不變，斷開開關(guān)S₁，閉合開關(guān)S₂，讀出電壓表示數(shù)U，則電阻R0兩端電壓U=U-U_L=U-6V；
電路電流I==，燈泡額定功率P_L=U_LI=6V×；

故答案為：（1）右端；（2）0.48；2.88；（3）保護電路；（4）電路圖如圖所示．
點評：本題主要考查學(xué)生對電學(xué)知識的綜合應(yīng)用，尤其是實驗設(shè)計，這是重點也是難點，在設(shè)計實驗時可參考一下：
（1）沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測電阻；
（2）沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設(shè)計成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測電阻．