Question

13．甲、乙、丙三同學(xué)分別利用圖甲做“測定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)，除了小燈泡外他們所使用的器材規(guī)格均相同，小燈泡的額定電壓可能是“2.3V”、“2.5V”或“3.8V”，功率相差不大．
（1）甲同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針的轉(zhuǎn)向情況如圖乙所示，則可能的原因是：電流表正負(fù)接線柱接反了，電壓表量程選擇偏�。�

（2）乙同學(xué)正確連接好電路，閉合開關(guān)時記錄了第1組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時記錄了第2組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點(diǎn)時小燈泡閃亮一下，后熄滅，并記錄了第3組數(shù)據(jù)，如下表所示．則他們所用電源的電壓為4.5V，乙同學(xué)所用燈泡的額定功率為0.65W．

物理量 實(shí)驗(yàn)序號	電壓表 示數(shù)	電流表 示數(shù)	小燈 亮暗程度
1	1.3V	0.16A	暗
2	2.5V	0.26A	正常發(fā)光
3	4.5V	0A	不發(fā)光

（3）當(dāng)丙同學(xué)所選用的小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖所示，而滑片恰好在滑動變阻器的中點(diǎn)上，此時滑動變阻器連入電路的電阻值為10Ω，丙同學(xué)所選用燈泡正常發(fā)光時的電流為0.22A．
（4）三位同學(xué)用實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)來計(jì)算小燈泡燈絲的電阻，都發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻值會變化，請你給他們作出合理的解釋：燈絲電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表和電壓表指針的轉(zhuǎn)向情況進(jìn)行判斷；
（2）乙改變滑動變阻器電阻，燈泡正常工作，得到小燈泡的額定電流和額定電壓，算出小燈泡的額定功率；
繼續(xù)移動滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓；
（3）乙連接好電路，閉合開關(guān)，滑動變阻器滑片在最大阻值處，得到第一組數(shù)據(jù)，求出滑動變阻器電壓，求出滑動變阻器最大電阻；
甲乙丙使用的器材除燈泡外其它都相同，利用乙的第一次實(shí)驗(yàn)求得滑動變阻器的最大阻值，求得滑片中點(diǎn)時接入電路的電阻．
求得滑動變阻器電流即燈泡電流．
（4）燈絲電阻隨溫度的改變而改變．

解答 解：
（1）由圖乙可知，電流表正負(fù)接線柱接反了，電壓表量程選小了．
（2）乙改變滑動變阻器電阻，燈泡正常工作，得到小燈泡的額定電流為0.26A和額定電壓為2.5V，故小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.26A=0.65W
乙同學(xué)把滑片移到端點(diǎn)時時，燈泡被燒壞，電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，電壓表示數(shù)為4.5V．
（3）乙同學(xué)連接好電路剛閉合開關(guān)時，滑片處于最大阻值處，由第一組數(shù)據(jù)可得到：
滑動變阻器電壓為：U₁=U_總-U_L=4.5V-1.3V=3.2V，
滑動變阻器最大阻值為：R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω．
丙同學(xué)所選用的小燈正常發(fā)光時，滑片恰好在滑動變阻器的中點(diǎn)上，此時滑動變阻器連入電路的電阻值為10Ω，
此時電壓表使用0～3V量程，每一個小格代表0.1V，故滑動變阻器的電壓為4.5V-2.3V=2.2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以通過燈泡電流與通過滑動變阻器的電流相等為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.2V}{10Ω}$=0.22A；
（4）燈絲電阻隨溫度的變化而變化．
故答案為：（1）正負(fù)接線柱接反了；量程選擇偏小；（2）4.5；0.65；（3）10；0.22；（4）燈絲電阻隨溫度的變化而變化．

點(diǎn)評 本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，需認(rèn)真挖掘，如：通過燈泡兩端電壓超過燈泡額定電壓時，燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓，獲得電壓表示數(shù)；通過閉合開關(guān)時，滑動變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動變阻器最大電阻；通過甲乙丙使用的器材相同，求得丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時，滑動變阻器的電流，即燈泡正常工作時的電流．