Question

7．小雨在拆裝手電筒時(shí)，發(fā)現(xiàn)手電筒的小燈泡上標(biāo)有“0.3A”的字樣，但上面的電壓值模糊不清，他想通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定小燈泡的額定功率，圖甲為他所連接的實(shí)驗(yàn)電路（滑動(dòng)變阻器的最大阻值為50Ω）．
（1）請(qǐng)將該實(shí)物圖連接完整．（滑動(dòng)變阻器P端向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大）
（2）他將電路連接完整，檢查無誤后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)小燈泡不變，電流表指針幾乎為零，電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)，故障的原因是：燈泡斷路．排除故障后，直接讀得電流表的示數(shù)為0.2A，電壓表的示數(shù)為2V．
（3）當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到某一位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.32A，由此時(shí)應(yīng)將滑片向B（選填“A”或“B”）．
（4）當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，那么此時(shí)小燈泡的額定電阻是15Ω，額定功率是1.35W（電源電壓不變）．
（5）細(xì)心的小雨還發(fā)現(xiàn)通過這兩次實(shí)驗(yàn)計(jì)算出的燈泡電阻不同，請(qǐng)你說出不同的原因：燈絲電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，并要接一上一下，滑動(dòng)變阻器P端向右移動(dòng)時(shí)電流表示大，則電阻應(yīng)變小，從而確定變阻器下面所接的接線柱；
（2）燈泡不亮，電流表指針示數(shù)為零，則與電壓表并聯(lián)的電路斷路；
（3）若使電路中的電流變小，則變阻器的阻值變大，可判斷出滑片的移動(dòng)方向；
（4）剛閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器的阻值最大，由（2）中數(shù)據(jù)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，求出電源電壓，根據(jù)乙圖讀出電流表的示數(shù)，等于燈泡的額定電流，根據(jù)U=IR計(jì)算出滑動(dòng)變阻器的電壓，由電源電壓及串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)計(jì)算出燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI計(jì)算出燈泡的額定電阻和額定功率；
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，不同溫度下的電阻不同．

解答 解：（1）將電流表串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，已接了下面一個(gè)接線柱，可再接上面任意一個(gè)接線柱，如圖所示：

（2）小燈泡不亮，電流表示數(shù)幾乎為零，說明電路斷路，電壓表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則說明電壓表到電源兩極電路是完好的，與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路；
（3）由題意知，燈泡的額定電流為0.3A，此時(shí)電路中的電流為0.32A，大于額定電流，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向B端滑動(dòng)，使電流表的示數(shù)為0.3A；
（4）由（2）知，剛閉合開關(guān)時(shí)，變阻器的阻值為50Ω，電路中的電流為0.2A，所以變阻器兩端的電壓：U滑=IR_滑=0.2A×50Ω=10V；
則電源電壓為：
U=2V+10V=12V；
由圖知，當(dāng)把滑動(dòng)變阻器的滑片移到中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流為0.3A，燈泡正常發(fā)光，此時(shí)變阻器的阻值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω；
變阻器兩端的電壓：U_滑=IR_滑=0.3A×25Ω=7.5V；
可知燈泡的額定電壓：U_額=12V-7.5V=4.5V；
燈泡的額定電阻：
R=$\frac{{U}_{額}}{I}$=$\frac{4.5V}{0.3A}$=15Ω；
額定電功率：
P=U_額I=4.5V×0.3A=1.35W；
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，電壓變化，燈泡的功率變化，則燈絲的溫度變化，所以計(jì)算出的電阻值不同．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）B；（4）15；1.35；（5）燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電路故障的分析，這些是電學(xué)實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容，同時(shí)考查了電功率和電阻的計(jì)算，根據(jù)歐姆定律及串聯(lián)電路的特點(diǎn)得出電源電壓的大小是關(guān)鍵．