Question

小明做“測小燈泡功率”實驗，被測小燈泡的額定電流為0.4A，電源電壓已知為U．
（1）請用筆畫線代替導線完成圖甲中實物電路的連接，要求滑片右移燈變暗．

（2）本實驗的原理是

P=UI

．
（3）實驗中，移動滑片，當電壓表示數(shù)為2.4V時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的電阻為

7.5

Ω．然后小明根據(jù)公式P=I²R來求小燈泡的額定功率，他這樣做是否合理？為什么？

燈絲的電阻隨溫度的升高而增大

．
（4）小明想換用其他規(guī)格的小燈泡再做實驗，但他卻操作有誤，在未斷開開關(guān)的情況下，直接將小燈泡從燈座上拔出，那么拔出后電壓表、電流表的示數(shù)變化情況是：

電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)等于電源電壓

（5）小紅沒用電壓表，但多用了一個開關(guān)，其它器材與小明的相同，也測出了小燈泡的額定功率．請在圖丙虛線框內(nèi)畫出她設計的電路圖，并寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式．實驗步驟：

①只閉合開關(guān)S₁，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為0.4A；②滑片P位置不變，再閉合開關(guān)S₂，讀出電流表的示數(shù)為I．

．表達式：P_額=

（0.4U-0.16×

U

I

）W

．

Answer 1

分析：（1）“測小燈泡功率”實驗，電源、開關(guān)、燈泡、滑動變阻器、電流表串聯(lián)連接，電壓表測量燈泡兩端電壓，滑動變阻器向右移動，燈泡變亮，說明此時滑動變阻器接入電路的阻值減�。�
（2）“測小燈泡功率”實驗的原理是P=UI；
（3）根據(jù)圖乙電流表的量程、分度值，讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)歐姆定律的變形公式求出小燈泡的電阻；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（4）開關(guān)閉合，把燈泡從插座上拔出后，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表直接接在電源兩端，測電源電壓，電壓表有示數(shù)，且示數(shù)等于電源電壓．
（5）燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，用電流表測流過電路的電流，由串聯(lián)電路特點及歐姆定律求出流過燈泡電流為燈泡額定電流時，燈泡兩端電壓，然后由P=UI求出燈泡額定功率．

解答：解：（1）滑動變阻器向右移動，燈泡變亮，說明此時滑動變阻器接入電路的阻值減小，需將右下接線柱接入電路；即將滑動變阻器、燈泡、開關(guān)串聯(lián)起來，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如下圖所示：

（2）測小燈泡功率實驗的原理：P=UI；
（3）由圖乙可知，電流表量程是0～0.6A，電流表分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.32A，小燈泡的電阻：R=

U

I

=

2.4V

0.32A

=7.5Ω；
不合理，因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）直接將燈泡拔出后，電路斷路，電路中沒有電流，電流表示數(shù)為零；電壓表直接接在電源兩端，電壓表示數(shù)等于電源電壓；
（5）（一）電路圖：電路圖如圖2所示；
（二）實驗步驟：①按電路圖2連接實物電路圖：

②閉合開關(guān)S₁、斷開S₂，移動滑動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.4A；
③滑片位置不動，閉合開關(guān)S₁、S₂，讀出電流表示數(shù)I；
④求燈泡額定功率．
（三）燈泡額定功率：
1、滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=

U

I

；
2、滑動變阻器兩端的電壓U_滑=0.4A×R_滑=0.4A×

U

I

；
3、燈泡兩端電壓U_燈=U-U_滑=U-0.4A×

U

I

；
4、燈泡額定功率P=I_燈U_燈=0.4A×（U-0.4A×

U

I

）=（0.4U-0.16×

U

I

）W．
故答案為：（2）P=UI；（3）7.5Ω；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)等于電源電壓；（5）①只閉合開關(guān)S₁，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為0.3A；②滑片P位置不變，再閉合開關(guān)S₂，讀出電流表的示數(shù)為I．（0.4U-0.16×

U

I

）W．

點評：此題是“測量小燈泡的電功率”的實驗，考查了電壓表的連接及電流表的讀數(shù)，還考查了有關(guān)電功率的計算，其中（5）小題難度稍大，關(guān)鍵是想法得出小燈泡正常發(fā)光時燈泡兩端的電壓．