Question

【題目】在“測(cè)定小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用一個(gè)電壓表、一個(gè)電流表、一個(gè)開關(guān)、電壓為恒為6V的電源、額定電壓為3.8V的小燈泡和一個(gè)標(biāo)有“20Ω 1.5A”的滑動(dòng)變阻器，小燈泡的額定功率小于2W，設(shè)計(jì)的電路如圖甲所示的電路．

（1）請(qǐng)用鉛筆畫線代替導(dǎo)線，按照?qǐng)D甲所示的電路圖，將圖乙的實(shí)物電路連接完整（連線不得交叉）；
（2）電路接好后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大．電路連接無誤，接下來應(yīng)進(jìn)行的操作是 （按操作步驟先后順序填寫字母代號(hào)）；
A．更換電池或小燈泡
B．檢查電路是否短路
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至最大值位置
D．?dāng)嚅_電路開關(guān)
（3）在實(shí)驗(yàn)中，若電壓表示數(shù)為2V，為了使燈兩端電壓達(dá)到3.8V，必須將滑片向（左/右）調(diào)節(jié)；當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙，則燈泡的額定功率為W；
（4）完成上述實(shí)驗(yàn)后，小明把小燈泡更換成定值電阻（如圖丁），利用原電路繼續(xù)探究“電流與電阻”的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明先將5Ω電阻接入電路，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電壓表示數(shù)為2V，記下對(duì)應(yīng)的電流；再將5Ω的電阻更換為10Ω電阻，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表示數(shù)仍為2V；當(dāng)小明再換接15Ω電阻時(shí)，發(fā)現(xiàn)無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，都不能使電壓表示數(shù)為2V，分析其可能的原因（答出一種情況即可）．請(qǐng)你在不增減器材的條件下幫小明解決這個(gè)問題，完成實(shí)驗(yàn)，你的方法是：
（5）若小燈泡的額定電流為I0=2I1 ， 以下關(guān)于額定功率P0與實(shí)際功率P1的數(shù)值關(guān)系，你認(rèn)為最有可能的是_____
A.P0=2P1
B.P0=3P1
C.P0=4P1
D.P0=5P1 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖所示：

（2）D、C
（3）左；1.52
（4）變阻器的最大電阻太小（或是定值電阻兩端的電壓保持太低或是電源電壓太高）；可換用阻值更大的變阻器（或提高定值電阻兩端的電壓或降低電源電壓）
（5）D
【解析】（1）小燈泡的額定電壓為3.8V，小燈泡的額定功率小于2W，由P＝UI可得，小燈泡的額定電流小于：I ≈0.53A＜0.6A，則電流表應(yīng)選0～0.6A的量程；根據(jù)電路圖可知，電流從正極出發(fā)，依次經(jīng)過開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、小燈泡、電流表，回到負(fù)極，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，滑動(dòng)變阻器上端接線柱已經(jīng)接入電路，將滑動(dòng)變阻器左下端的接線柱與燈泡右端的接線柱連接，電流表選擇0～0.6A的量程，將電流表的0.6A接線柱與電壓表左端接線柱連接；實(shí)物圖連接如下圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大，說明電路電阻太小，可能是滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值太小，可先斷開開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片至滑動(dòng)變阻器阻值最大位置處，因此，接下來正確的實(shí)驗(yàn)操作是D、C；
（3）電壓表示數(shù)2V小于燈泡額定電壓3.8V，應(yīng)增大燈的電壓；由電路圖可知，應(yīng)向左移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，變阻器分得的電壓變小，則燈泡兩端的電壓變大，當(dāng)電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓3.8V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由圖丙，電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，則小燈泡的額定功率：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；
（4）將5Ω的電阻換為10Ω后，電壓表的示數(shù)變大，所以應(yīng)增大滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向右滑動(dòng)，眼睛看電壓表使電壓表的示數(shù)為2V，并讀出電流表的示數(shù)；換接15Ω電阻時(shí)，根據(jù)串聯(lián)分壓的知識(shí)，電壓表的示數(shù)變大，為使電壓表的示數(shù)不變，所需滑動(dòng)變阻器的阻值更大，電壓表的示數(shù)無法達(dá)到2V，可能是滑動(dòng)變阻器的阻值太�。ɑ蚴嵌ㄖ惦娮鑳啥说碾妷罕３痔�低或是電源電壓太高）造成的；故可換用阻值更大的變阻器（或提高定值電阻兩端的電壓或降低電源電壓）；
（5）若小燈泡的額定電流為I0＝2I1 ， 假設(shè)燈泡的阻值不變，則P額＝I02R＝（2I1）2R＝4I12R＝4P1 ． 由于燈泡的阻值不是定值，且燈泡的阻值會(huì)隨溫度的升高而變大，所以，當(dāng)燈泡在正常工作時(shí)，燈泡的阻值變大，則額定功率P0＞P額＝4P1 ， 所以最有可能的額定功率值為P0＝5P1 ． D符合題意．
所以答案是：（1）；（2）D、C；（3）左；1.52；（4）變阻器的最大電阻太�。ɑ蚴嵌ㄖ惦娮鑳啥说碾妷罕３痔�低或是電源電壓太高）；可換用阻值更大的變阻器（或提高定值電阻兩端的電壓或降低電源電壓）；（5）D .
【考點(diǎn)精析】掌握電功率的計(jì)算公式和探究用電器的電功率實(shí)驗(yàn)是解答本題的根本，需要知道計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R；測(cè)量小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用：（1）保護(hù)電路（2）改變燈泡兩端的電壓，進(jìn)行多次測(cè)量．