Question

16．如圖是小明同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)裝置圖（小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V）．

（1）請(qǐng)你幫小明把電路連接完整．在檢查電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且為6V，電流表示數(shù)為0，則產(chǎn)生這個(gè)故障的原因可能是：小燈泡斷路．
（2）排除了上述故障后，小剛依次測(cè)出三組數(shù)據(jù)，則小燈泡的額定功率為1.254W．

次數(shù)	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	燈泡的亮度	燈泡電阻（Ω）
1	3.0	0.28	0.84	偏暗	10.7
2	3.8	0.33		正常
3	4.5	0.36		偏亮

（3）表格中的數(shù)據(jù)還可以看出，在燈絲中電流逐漸增大的過(guò)程中，燈絲的電阻變大（選填“變大”、“變小”或“不變”），進(jìn)一步分析表明金屬絲的電阻隨溫度的升高而變大．
（4）小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表的0～15V的量程壞了，但0～3V的量程是好的．請(qǐng)幫他設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)測(cè)量小燈泡的額定電功率．在方框內(nèi)畫(huà)出設(shè)計(jì)電路圖，寫出需要測(cè)量的物理量：滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)電路中的電流I，計(jì)算小燈泡的額定電功率的表達(dá)式：P=3.8I．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中電流表的值選擇電流表的量程；然后將電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓，說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源兩極相連；
（2）由表中數(shù)據(jù)可以讀出電壓為3.8V時(shí)的電流，由P=UI可求得額定功率；
（3）分析表中數(shù)據(jù)，可通過(guò)R=$\frac{U}{I}$計(jì)算各組的阻值是不同的，即小燈泡的阻值與溫度有關(guān)，溫度越高，電阻越大；
（4）由題意知燈泡的額定電壓超過(guò)電壓表的量程，故無(wú)法直接測(cè)，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可以考慮如何利用電壓表．

解答 解：
（1）將接線柱A與接線柱0.6連接；如圖所示：

電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路有斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓，說(shuō)明電壓表兩接線柱與電源兩極相連，因此故障為燈泡開(kāi)路；
（2）當(dāng)燈泡兩端電壓為3.8V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由表格知，當(dāng)電壓為3.8V時(shí)，電流為：0.33A，則燈泡的額定功率：
P=UI=3.8V×0.33A=1.254W；
（3）分析表中的數(shù)據(jù)，由R=$\frac{U}{I}$可知，燈泡兩端電壓不同時(shí)，阻值不同，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）燈泡的額定電壓為3.8V，故無(wú)法直接測(cè)量燈泡兩端的電壓；而電源電壓為6V，即當(dāng)燈泡為額定電壓時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)分得2.2V，恰在電壓表的測(cè)量范圍內(nèi)，故我們可以根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，用電壓表測(cè)出滑動(dòng)變阻器的電壓為2.2V時(shí)，則燈泡兩端的電壓為3.8V，如圖所示：

因此需要測(cè)出當(dāng)滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)，電路中的電流I；
小燈泡的額定電功率的表達(dá)式：P=3.8I．
故答案為：
（1）如圖所示；
（2）1.254；（3）變大；溫度的升高；
（4）如圖所示；滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)電路中的電流I；P=3.8I．

點(diǎn)評(píng) 這是一道綜合性很強(qiáng)的題目，考查了實(shí)物圖連接、電路的設(shè)計(jì)、電功率計(jì)算以及電壓表?yè)p壞時(shí)的處理辦法，對(duì)于這些知識(shí)要全面掌握靈活運(yùn)用．