Question

【題目】按圖所示的電路圖做“測量小燈泡的功率”的實驗．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（量程為0～0.6A、0～3A）、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、開關及導線若干．
（1）一學生按電路圖正確連接電路后，變化開關，將滑動變阻器的滑片移到最右端時，燈不亮，電壓表有較大的示數．經檢查，導線連接完好，則電路故障是 ．
（2）排除故障換用新元件后，閉合開關，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： ．
（3）小明同學按電路圖正確連接電路后，閉合開關，從大到小調節滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數填入表中． ①通過上表數據，可算得小燈泡的額定功率為W，還可得出關于燈絲電阻的結論是： ． ②當小燈泡正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值為Ω（小數點后保留一位有效數字）．

電壓表的示數U/V	電流表的示數　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

（4）若電壓表的0～15V量程已損壞，只能使用0～3V量程，其它器材不變，如何測出小電燈的額定功率？
①在圖2方框中畫出測量電路圖；
②若小燈泡兩端最大可加4.5V電壓，為保證實驗時你所設計的測量電路中各元件的安全，參照小明的實驗數據，估算滑動變阻器接入電路的阻值范圍應為（計算結果取整數）．

Answer 1

【答案】
（1）燈泡斷路
（2）滑動變阻器的阻值沒有調到最大
（3）1.14；泡的電阻隨溫度的升高而增大；7.3
（4）電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯電路，電壓表并聯在滑動變阻器兩端；① ；4.7Ω～12Ω
【解析】解：（1）閉合開關，將滑動變阻器的滑片移到最右端時，電路為燈泡的基本電路，燈不亮，電壓表有較大的示數，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；（2）觀察到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，該學生在操作過程中的不當之處是：閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；（3）①由表中數據可知，燈泡電壓3.8V正常發光，此時通過的電流為0.30A，所以燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；由表中數據及R= 可知，隨小電燈電壓的增大，通過的電流也增大，但電壓變化大于電流變化，所以小電燈電阻變大，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；②由串聯電路特點和歐姆定律計算小燈泡正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值： R滑= = = ≈7.3Ω；（4）電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯電路，電壓表并聯在滑動變阻器兩端。①電路圖如圖所示； ②a、當電壓表示數為最大值3V時，小電燈兩端的電壓為6V﹣3V=3V，由表中數據知，電流為0.25A，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑1= =12Ω； b、當小電燈電壓為4.5V時，由表中數據知，電路電流為0.32A，此時滑動變阻器兩端電壓為6V﹣4.5V=1.5V，此時滑動變阻器接入電路的阻值R滑2= ≈4.7Ω；則滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4.7Ω～12Ω； 所以答案是：（1）燈泡斷路；（2）滑動變阻器的阻值沒有調到最大；（3）①1.14；②燈泡的電阻隨溫度的升高而增大③7.3；（4）電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表組成串聯電路，電壓表并聯在滑動變阻器兩端①如圖；②4.7Ω～12Ω．