Question

一个额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A，小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为“10Ω 1A”、“50Ω  0.5A”、“1kΩ  0.1A”的滑动变阻器，导线若干，学生电源（电源电压为10V）

（1）小明设计了如图所示的电路图，通过分析你认为小明应该选用规格为______的滑动变阻器．
（2）右图已经连接了部分电路，请你根据电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）实验中，小明发现电压表15V量程档坏了，他选用另一量程，移动滑片，使电压表指针满偏，此时电流表示数为0.2A，求出灯泡的电阻R，他再由P=U²/R，求出此时小灯泡的功率为______，这个功率______（大于/等于/小于）灯泡的额定功率．
（4）如图所示是这个灯泡中的电流随电压变化的图象，正确的是______．

Answer

（1）灯泡正常发光时，灯泡电压等于额定电压，根据串联电路的特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出接入电路的滑动变阻器的阻值，根据此时接入电路的滑动变阻器的阻值及允许通过的最大电流选择滑动变阻器，滑动变阻器的最大阻值应略大于接入电路的阻值．
（2）电流表、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器的接法，
应接一上一下两个接线柱．
（3）电压表15V量程档坏，电压表使用3V量程，已知电路电流，由欧姆定律求出灯泡电阻，根据P=求出灯泡功率；灯泡电压小于额定电压此时的功率小于灯泡的额定功率．
（4）灯泡电阻随温度的升高而增大，电压与电流不成正比，I-U图象不是直线，是一条曲线，
且电压与电流之比即灯泡电阻逐渐增大．
【解析】
（1）小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压U滑=U-U灯=10V-6V=4V，此时滑动变阻器接入电路的电阻R滑==≈13.33Ω＞10Ω，电路电流是0.3A，因此应选规格为“50Ω  0.5A”的滑动变阻器．
（2）电流表、滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，滑动变阻器接上面的接线柱，电路图如图所示．
（3）电压表指针满偏，电压为UV=3V，灯泡的电阻R==-15Ω，
灯泡的功率P===0.6W，这个功率小于灯泡的额定功率．
（4）灯泡电阻随温度的升高而增大，电压与电流不成正比，I-U图象不是直线，是一条曲线，
且电压与电流之比即灯泡电阻逐渐增大，图象D能反映灯泡灯泡电流随电压变化的关系．
故答案为：（1）“50Ω  0.5A”；（2）电路图如图所示；（3）0.6W；小于；（4）D．