Question

16．在“測(cè)定小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．
（1）為順利完成實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則A．
A、只能選擇4.5V的電池組     B、只能選擇6V的電池組 
C、兩電池組均可選用            D、須將其變成10.5V的電池組使用
（2）請(qǐng)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙中的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線不得交叉，且要求閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻最大）．

（3）在測(cè)量過(guò)程中，燈絲突然燒斷，小明同學(xué)會(huì)看到的現(xiàn)象是：電壓表：變?yōu)?.5V：電流表：變?yōu)?．
（4）排除故障后，小明同學(xué)用相同的燈泡繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)，下表為他的實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	電阻/Ω	功率/W	額定功率/W
1	2.0	0.18	11.11	0.36	P=$\frac{0.36+0.50+0.63}{3}$ =0.497
2	2.5	0.20	12.50	0.50
3	3.0	0.21	14.29	0.63

老師認(rèn)為他的數(shù)據(jù)處理過(guò)程有誤，你認(rèn)為錯(cuò)誤之處是求出不同電壓下電功率的平均值做為燈泡的額定功率，正確的測(cè)量結(jié)果P_額=0.5W．
（5）通過(guò)計(jì)算所測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻在不同的電壓下其阻值不同，造成該現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻受溫度的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律I=$\frac{U}{R}$表達(dá)出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，代入相關(guān)數(shù)據(jù)，計(jì)算得出電源電壓的取值；
（2）將電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓和額定電流的大約值來(lái)確定電表的量程；
（3）判斷燈絲燒斷前后，電路的電阻變化情況，判斷出電路中的電流變化情況，就可知電流表的示數(shù)變化情況．
（4）額定電功率是用電器正常工作時(shí)的電功率，不同電壓下的電功率不同，不能通過(guò)求不同電壓下的電功率來(lái)確定額定功率；
（5）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析．

解答 解：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流大約為：I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{U}{R'+{R}_{滑}}$，
小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω，數(shù)據(jù)代入得，$\frac{2.5V}{8Ω}=\frac{U}{8Ω+10Ω}$，解得電源電壓U≤5.625V，應(yīng)選A；
（2）電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V的量程，
電流表與燈泡串聯(lián)，由（1）知，小燈泡的額定電流I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，電流表選擇0～0.6A的量程，
滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知，滑動(dòng)變阻器的應(yīng)接右下方的接線柱，如圖所示：
；
（3）當(dāng)燈泡絲燒斷后，電壓表與電流表串聯(lián)，即電壓表測(cè)量電源電壓，所以示數(shù)變大；又因?yàn)殡妷罕黼娮韬艽�，所以電路中的電流幾乎�?，即電流表示數(shù)變��；
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，表格中求出不同電壓下的功率求平均值得出燈泡的額定功率，這是不合理的，燈泡在不同電壓下的功率不同；
由表格中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2知，當(dāng)小燈泡兩端的電源電壓等于額定電壓2.5V時(shí)，小燈泡的功率為0.50W，所以燈泡的額定功率為0.50W；
（5）三種情況下燈絲的溫度不同，由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，造成了不同電壓下燈絲電阻的不同．
故答案為：（1）A；（2）見(jiàn)上圖；（3）變?yōu)?.5V；變?yōu)?；（4）求出不同電壓下電功率的平均值做為燈泡的額定功率；0.5；（5）燈絲的電阻受溫度的影響．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了測(cè)量燈泡的額定功率的實(shí)驗(yàn)，要理解額定功率的含義，同時(shí)還涉及到了燈絲電阻與溫度的關(guān)系，其中（1）中根據(jù)滑動(dòng)變阻器的最大阻值和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)來(lái)選擇電源是此題的難點(diǎn)，要善于列關(guān)系式來(lái)分析解決此種類型的題目．