Question

1．某小組用下列器材做“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)：電源（電壓約為6V）、標(biāo)有“2.5V”字樣小燈泡一只、開關(guān)一只、“5Ω 1A”和“20Ω 1A”滑動(dòng)變阻器各一只、電流表和電壓表各一只、導(dǎo)線若干．

（1）將甲圖中實(shí)驗(yàn)電路連接完整．
（2）正確連接電路后，將滑片置于正確位置，閉合開關(guān)，電流表和電壓表如圖乙所示．電流表的示數(shù)為0.3A，此時(shí)燈絲的電阻為10Ω，為了保證小燈泡不被損壞，接下來應(yīng)該進(jìn)行的操作是斷開開關(guān)．
（3）小華經(jīng)過思考發(fā)現(xiàn)了問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了調(diào)整．小華做的調(diào)整是換用“20Ω1A”滑動(dòng)變阻器．
（4）下列數(shù)據(jù)是四位同學(xué)算出的小燈泡的額定功率，其中可能正確的是B．
A．0.625W     B．0.70W     C．0.75W      D．0.90W．

Answer 1

分析 （1）電壓表和小燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，接線要一上一下；
（2）弄清楚電流表和電壓表的量程、分度值，再讀數(shù)；根據(jù)I=$\frac{U}{R}$求出電阻值；在電路出現(xiàn)意外情況時(shí)，首先要斷開開關(guān)，然后檢查出現(xiàn)的故障；
（3）要測(cè)量燈泡額定功率，兩端電壓必須達(dá)到額定電壓．串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，要增大滑動(dòng)變阻器兩端電壓，可以增大滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻；
（4）要測(cè)量燈泡的額定功率，必須使燈泡兩端電壓等于額定電壓，并測(cè)量出通過燈泡的電流，利用公式P=UI計(jì)算出額定功率．

解答 解：（1）電壓表和小燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，接線要一上一下，如下圖：

（2）由圖知，電壓表選擇的0-3V量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V，此時(shí)的示數(shù)是3V；電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.3A；
燈絲的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω；
小燈泡的額定電壓是2.5V，為了保證小燈泡不被損壞，所以要立即斷開開關(guān)，查找問題所在；
（3）在串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓與其阻值成正比，要使燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓，滑動(dòng)變阻器要分擔(dān)較大的電壓，所以滑片應(yīng)向右滑動(dòng)，由上“將滑片移至正確位置”，也就是滑動(dòng)變阻器全部接入電路了，此時(shí)燈泡兩端電壓仍然大于額定電壓，也就是滑動(dòng)變阻器兩端電壓仍然較小，所以需要更換更大阻值“20Ω1A”的滑動(dòng)變阻器重新實(shí)驗(yàn)；
（4）通過用電器的電流隨用電器兩端電壓的增大而增大．由圖乙知，當(dāng)燈泡兩端電壓超過3V時(shí)，通過的電流為0.3A，所以當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過的電流一定小于0.3A，所以額定功率一定小于P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．因此排除C、D選項(xiàng)；
另外，由圖乙得到燈泡的電阻為$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，假設(shè)燈絲電阻不變，當(dāng)兩端電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為I′=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，相應(yīng)的實(shí)際功率為P′=U′I′=2.5V×0.25A=0.625W；但由于燈絲電阻隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小，所以當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過的電流一定大于0.25A，所以額定功率一定大于0.625W．選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確．
故答案為：（1）見上圖；（2）0.3；10；斷開開關(guān)；（3）換用“20Ω 1A”滑動(dòng)變阻器；（4）B．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了實(shí)物圖的連接，滑動(dòng)變阻器的選擇、額定功率的測(cè)量以及電阻與溫度的關(guān)系．其中最后一問屬于易錯(cuò)題，出錯(cuò)的地方是誤認(rèn)為不同電壓下的燈絲電阻不變，得到燈泡的額定功率為0.625W．