Question

【題目】小明做測量小燈泡的額定功率的實驗，電源電壓6V，所用滑動變阻器的規格是“20Ω1A”，待測小燈泡的額定電壓為2.2V或3.8V的一個。

（1）如圖甲所示，正確連接電路后，閉合開關，發現小燈泡發光較暗，電流表示數為0.16A，則小燈泡額定的電壓為_____。

（2）實驗時，為了測量更準確，電壓表選擇0～3V量程，小明想了一個巧妙的辦法，連接電路，調節滑片，當電壓表示數為________V時，小燈泡恰好正常發光，此時滑動變阻器恰好在中點上，則小燈泡的額定功率為_____W。

（3）小明在（1）的基礎上接著探究電流與電阻的關系，根據圖甲，將小燈泡取下，保證電路中其他元件不變，在a、b兩點間分別接入如圖乙所示的5Ω、10Ω、20Ω幾個不同阻值的定值電阻，為了使這三個電阻都能為實驗所用，電壓表控制a、b間不變的電壓值應該在_____范圍之內選擇。

（4）完成上述實驗后，小明又在a、b兩點間接入LED（發光二極管），如圖丙所示，他將較長的引腳接入a端，發現燈不發光，因為LED具有_____。

Answer 1

【答案】3.8V 2.2 0.836 3V﹣5V 單向導電性

【解析】

（1）正確連接電路后，閉合開關時，滑動變阻器的阻值最大，為20Ω；

根據I＝可知，滑動變阻器兩端的電壓為：U'＝IR'＝0.16A×20Ω＝3.2V；

根據串聯電路電壓規律可知，燈泡兩端的電壓為：UL＝U﹣U'＝6V﹣3.2V＝2.8V；

小燈泡發光較暗，說明小燈泡兩端的電壓小于額定電壓，故該燈泡的額定電壓為3.8V；

（2）因為電壓表所選的量程是0～3伏，而燈的額定電壓是3.8伏。所以對電路進行的調整，把電壓表與變阻器并聯，

當電壓表的示數是2.2V時，燈正常發光，此時U額＝U﹣U滑＝6V﹣2.2V＝3.8V；

因為此時變阻器只接入10歐電阻，所以，此時串聯電路中電流是：I＝=＝0.22A，

則燈的額定功率：P額＝U額I＝3.8V×0.22＝0.836W；

（3）探究電流與電阻的關系”實驗時，應控制不同電阻的電壓保持不變，根據把5Ω、10Ω、20Ω分別接入電路中進行探究，保證電路中各元件的安全，且用四個電阻都能順利地完成實驗：

電流表的量程有兩個：0﹣0.6A和0﹣3A，由于滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，故電路中的最大電流為1A，當接入最小的電阻5Ω時，電壓表示數即為允許的最大電壓U大＝R小I大＝5Ω×1A＝5V；

因變阻器的最大阻值為20Ω，當變阻器電阻全部連入電路中時，若接入最大的電阻R大＝20Ω，此時電路中的最小電流I小＝=＝0.1A，定值電阻的最小電壓U小＝I小R定大＝0.15A×20Ω＝3V。

故電壓表控制a、b間不變的電壓值應該在3V﹣5V范圍之內選擇；

（4）二極管在使用過程中，應使電流從長角流入，從短腳流出；將較長的引腳接入a端，則電流從短角流入，由于二極管具有單向導電性，故二極管不會發光。