《2025年通城学典非常课课通九年级物理下册苏科版江苏专版》

典例17 在“测量灯泡的额定功率”的实验中，如图甲所示。其中被测灯泡的额定电压为3.6 V，它的额定功率在0.8 W左右，电源电压恒为6 V，电流表量程有0～0.6 A和0～3 A，电压表量程有0～3 V和0～15 V。

（1）给图甲实物图补画出所缺导线，使它成为一个完整的实验电路。
（2）若在实验过程中发现电压表“0～15 V”量程不准确，无法按常规方法进行实验。请你在不增减器材的情况下，重新设计出测定小灯泡额定功率的电路图，并画在图乙的虚线框内。
（3）若实验室里有四种规格的滑动变阻器：“10 Ω 1 A”“15 Ω 1.5 A”“20 Ω 2 A”“50 Ω 2 A”，则无论是正常实验还是后来重新设计的实验，都是选用_______规格的滑动变阻器为宜。
解析：（1）图甲实物图中灯泡、电压表和滑动变阻器未连接完整。测量灯泡电功率的原理是P = UI，电压表应与灯泡并联；灯泡的额定功率是在额定电压下消耗的电功率，因为U额 = 3.6 V，所以电压表应选0～15 V量程；滑动变阻器的作用之一是调节灯泡两端的电压，它应与灯泡串联，且应“一上一下”连入电路。
（2）因为U变 = U－U额 = 6 V－3.6 V = 2.4 V＜3 V，所以可将电压表改为与滑动变阻器并联，选用0～3 V量程。当电压表的示数为2.4 V时，灯泡两端的电压为3.6 V。
（3）灯泡的额定电流$I_{额}=\frac{P_{额}}{U_{额}}=\frac{0.8 W}{3.6 V}≈0.22 A$，四种规格的滑动变阻器允许通过的最大电流均大于0.22 A。灯丝的电阻约为$R_L=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}=\frac{(3.6 V)^2}{0.8 W}=16.2 Ω$。根据串联电路分压的特点可知，无论是正常实验还是后来重新设计的实验中，滑动变阻器的最大阻值均不得小于$\frac{2.4 V}{3.6 V}×16.2 Ω = 10.8 Ω$，故“10 Ω 1 A”的滑动变阻器不适用。另三种规格的滑动变阻器从理论上讲均适用，但考虑到本实验的目的和滑动变阻器的构造，选用其中最大阻值最小的“15 Ω 1.5 A”的滑动变阻器最有利于实验时的调节和提高测量的准确性。
答案：（1）如图丙所示 （2）如图丁所示 （3）“15 Ω 1.5 A”

答案：