Question

1．某小組用下列器材做“測定小燈泡電功率”的實驗：電源（電壓約為6V），標有“2.5”字樣小燈泡一只、開關一只、“5Ω　　1A”、“20Ω　1A”滑動變阻器各一只、電流表和電壓表各一只、導線若干：

（1）將甲圖中實驗電路連接完整．
（2）正確連接電路后，將滑片位置正確位置，閉合開關，電流表和電壓表如圖乙所示．電流表的示數(shù)為0.3A，此時燈絲的電阻為10Ω，為了保證小燈泡不被損壞，接下來應該進行的操作是斷開開關．
（3）小華經(jīng)過思考發(fā)現(xiàn)了問題，對實驗器材進行了調(diào)整，小華做的調(diào)整是換用“20Ω1A”的滑動變阻器．
（4）下列數(shù)據(jù)是四位同學算出的小燈泡的額定規(guī)律，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，首先要斷開開關，然后檢查出現(xiàn)的故障；
（3）要測量燈泡額定功率，兩端電壓必須達到額定電壓．串聯(lián)電路用電器兩端電壓與其阻值成正比，要增大滑動變阻器兩端電壓，可以增大滑動變阻器接入電路的電阻；
（4）要測量燈泡的額定功率，必須使燈泡兩端電壓等于額定電壓，并測量出通過燈泡的電流，利用公式P=UI計算出額定功率．

解答 解：（1）電壓表和小燈泡并聯(lián)，滑動變阻器串聯(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，對應的分度值為0.1V，此時的示數(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，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到額定電壓，滑動變阻器要分擔較大的電壓，所以滑片應向右滑動，由上“將滑片移至正確位置”，也就是滑動變阻器全部接入電路了，此時燈泡兩端電壓仍然大于額定電壓，也就是滑動變阻器兩端電壓仍然較小，所以需要更換更大阻值“20Ω1A”的滑動變阻器重新實驗；
（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，當燈泡兩端電壓超過3V時，通過的電流為0.3A，所以當燈泡兩端電壓為2.5V時，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；
另外，由圖乙得到燈泡的電阻為$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，假設燈絲電阻不變，當兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為I′=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，相應的實際功率為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，所以當燈泡兩端電壓為2.5V時，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A錯誤，B正確．
故答案為：（1）如上圖；（2）0.3；10；斷開開關；（3）換用“20Ω1A”的滑動變阻器；（4）B．

點評 此題考查了實物圖的連接，滑動變阻器的選擇、額定功率的測量以及電阻與溫度的關系．其中最后一問屬于易錯題，出錯的地方是誤認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．