Question

6．按如圖所示的電路圖做“測量小電燈的功率”的實驗中．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恒為6V 的電源、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)及導線若干．
（1）某學生在實驗時，把電流表與電壓表的位置交換連接了（接線柱連接正確），閉合開關(guān)后會造成D（填字母）．
A．電流表燒壞        B．電壓表燒壞
C．小電燈燒壞        D．小電燈不亮
（2）另一學生按圖連接電路后，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)．經(jīng)檢查，導線連接完好，則電路故障是小電燈斷路．
（3）排除該故障換用新元件后，閉合開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學生在操作過程中的不當之處是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處．
（4）小明同學按電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數(shù)填入如表．

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通過上表數(shù)據(jù)，算出小電燈的額定功率為1.14W．
②還可得出關(guān)于燈絲電阻的結(jié)論是：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
③當小電燈正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值為7.3Ω．（保留1為小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）電壓表的電阻很大，故把電流表與電壓表的位置交換連接后，電路中的電流很��；
（2）根據(jù)電路圖可知，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，根據(jù)燈泡的是否發(fā)光和電壓表的示數(shù)確定電路故障；
（3）開關(guān)閉合后，燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小造成的，原因可能是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（4）①根據(jù)P=UI分別求出燈泡在不同電壓下的功率；
②當燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡的實際功率等于燈泡的額定功率；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
③燈泡正常發(fā)光時，與燈泡串聯(lián)的滑動變阻器電壓為6V-3.8V=2.2V，則根據(jù)歐姆定律即可求出滑動變阻器連入電路的阻值．

解答 解：（1）把電流表與電壓表的位置交換連接后，電壓表串聯(lián)在電路中，電路中電阻較大，電流較小，故燈泡不亮，選D；
（2）閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)，說明電路故障為斷路，并且電壓表與電源兩極相連，故小電燈斷路；
（3）開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學生在操作過程中的不當之處是：閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可：P₁=U₁I₁=2V×0.2A=0.4W，
P₂=U₂I₂=2.5V×0.22A=0.55W，
P₃=U₃I₃=3V×0.25A=0.75W，
P₄=U₄I₄=3.8V×0.3A=1.14W，
P₅=U₅I₅=4.5V×0.32A=1.44W；
當燈泡兩端電壓為3.8V時，燈泡的實際功率等于額定功率，即1.14W；
②由表中數(shù)據(jù)及R=$\frac{U}{I}$可知，隨小電燈電壓的增大，小電燈電阻變大，這是因為：隨電壓增大、電流隨之增大，小電燈的實際功率P=UI也增大，燈的溫度升高，由此可見：燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當小電燈正常工作時，電流為I=0.3A，滑動變阻器兩端電壓為U₂=U-U_額=6V-3.8V=2.2V，則根據(jù)歐姆定律得連入電路的阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.3A}$≈7.3Ω．
故答案為：（1）D；（2）小電燈斷路；（3）閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；（4）

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20	0.4
2.5	0.22	0.55
3.0	0.25	0.75
3.8	0.30	1.14
4.5	0.32	1.44

①1.14；②溫度；③7.3．

點評 本題是測量小燈泡電功率的實驗，考查了故障分析、求功率、求電阻阻值、數(shù)據(jù)處理等問題，關(guān)鍵是學生對伏安法測電阻實驗的理解和掌握．