Question

18．小宜同學做“測量小燈泡電功率”的實驗，電源電壓恒定為6V，標有“2.5V”字樣的待測小燈泡，正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，所用滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω 1A”．

（1）請用筆畫線代替導線將甲圖中未完成的實物電路連接完整；
（2）閉合開關后，移動滑片P至某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為2.3V，為了讓小燈泡正常發(fā)光，小宜應該將變阻器滑片向左（選填“左”或“右”）移動；
（3）小宜同學在實驗中為了能得到比較準確的小燈泡的額定功率，改變接入電路的滑動變阻器的阻值，分別得到三組數(shù)據(jù)，如表：

實驗序號	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	功率/W	額定功率/W
1	2.0	0.18	0.36	P額=$\frac{0.36+0.55+0.78}{3}$=0.56
2	2.5	0.24	0.55
3	3.0	0.26	0.78

你認為小宜求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）的，正確的測量結(jié)果是P_額=0.55W．
（4）在某次調(diào)解中，滑動變阻器接入電路的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R_1＞△R₂（選填“＞”、“＜”或“=”）
（5）另外一位同學還想探究電流與電阻的關系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數(shù)，在實驗過程中，當A、B兩點間的電阻有5Ω變?yōu)?0Ω后，為了探究上述問題，他應該采取的唯一操作是C
A、保持變阻器滑片不動
B、將變阻器滑片適當左移
C、將變阻器滑片適當右移
D、將電池個數(shù)增加
（6）在不更換其他器材的情況下，為能夠完成實驗，他更換的定值電阻R不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）求出燈正常工作時的電流大小確定電流表的量程，變阻器接線柱按一上一下原則與電流表串聯(lián)接入電路中；
（2）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點和分壓原理確定滑片移動的方向；
（3）燈泡在不同電壓下的電功率不同，燈在額定電壓下的功率為額定功率，求電功率的平均值無意義；
（4）根據(jù)電流的變化判斷出總電阻的變化，得出電阻變化的大小關系；
（5）根據(jù)控制變量法結(jié)合串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理分析；
（6）燈泡的燈絲電阻受溫度影響，根據(jù)串聯(lián)電路特點與歐姆定律分析答題．

解答 解：
（1）正常發(fā)光時的電阻約為10Ω，電流I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選用0～0.6A量程；滑動變阻器一上一下與電流表串聯(lián)接入電路，如下圖所示；

（2）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為2.3V；小于燈的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.3V增大到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，應減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，滑動變阻器連入電路中的電阻要減小，滑片向左端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（3）燈泡的電壓不同，電流不同，功率不同，額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，將不同電壓下不同的電功率取平均值是沒有意義的，也是錯誤的．額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，由表格知，燈泡在額定電壓2.5V下的額定功率為0.55W；
（4）②滑動變阻器接入電路的阻值減小，此時燈泡的阻值變大，但電路中的電流變大，可知電路中的總電阻變小，所以變阻器減小的阻值大于燈泡增大的阻值，△R₁＞△R₂．
（5）電流與電阻的關系時，應控制電阻兩端的電壓不變，當A、B兩點間的電阻有5Ω變?yōu)?0Ω后，電壓表的示數(shù)會變大，為了控制電壓表不變，應減小電壓表的示數(shù)，減小電路中的電流，即增大滑動變阻器的電阻，滑片應向右移動，故選C；
（6）小燈泡換成定值電阻R，是因為燈絲電阻會受溫度影響；電源電壓為6V，電阻兩端電壓為2V，滑動變阻器分壓為6V-2V=4V，定值電阻兩端電壓的是變阻器電壓的$\frac{1}{2}$，據(jù)分壓原理，定值電阻阻值的大小為滑動變阻器接入電路的阻值的$\frac{1}{2}$，因滑動變阻器最大阻值為50歐姆，因此定值電阻最大阻值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω，即更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）2.3；左；（3）錯誤；0.55；（4）＞；（5）C；（6）25．

點評 本題測燈的電功率，考查了電路連接、故障分析、電表讀數(shù)、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求功率、數(shù)據(jù)的處理、影響電阻大小的因素等問題，并考查了探究電流與電阻的關系實驗對器材的要求及控制變量法的運用．