Question

在“測定燈泡的電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω，有兩個規(guī)格分別為“10Ω  1A”“20Ω 1A”滑動變阻器供選擇．如圖是小華同學(xué)沒有連接完的實物電路．
（1）滑動變阻器應(yīng)該選擇規(guī)格為

 

的，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路連接完整．要求：滑動變阻器滑片P向右移動，燈泡變亮．
（2）連接好電路，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)小電燈不發(fā)光，電壓表和電流表示數(shù)均不為0，其原因可能是：

 

，接下來操作是：

 

．
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片到圖中位置，電壓表示數(shù)為1.8V，要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向

 

（左/右）端滑動；
（4）調(diào)節(jié)滑動變阻器測得如表中所示的三組數(shù)據(jù)，則小電燈的額定功率為

 

W；
（5）小明發(fā)現(xiàn)，由表中數(shù)據(jù)計算可知：小電燈亮度不同時燈絲電阻不相等，你認為造成這種結(jié)果的原因是

 

．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	2.8
電流I/V	0.30	0.36	0.38

Answer 1

分析：（1）計算出燈泡正常發(fā)光時所需滑動變阻器的阻值便可進行判斷；
滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，則滑動變阻器的阻值應(yīng)變小，從而可確定下面所接的接線柱；
根據(jù)燈泡正常發(fā)光時的電流值確定電流表的量程；
（2）燈L 不發(fā)光，可能是燈泡短路、斷路或?qū)嶋H電功率太小造成，電流表、電壓表有示數(shù)，從而判斷出具體的故障；
（3）根據(jù)串分壓的知識，要增大燈泡兩端的電壓，則應(yīng)減小滑動變阻器的阻值；
（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)確定燈泡的額定電壓和電流，根據(jù)P=UI計算出其電功率；
（5）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點進行分析．

解答：解：（1）燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V；
則R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.3A

≈12Ω
“10Ω 1A”的阻值太小，因此應(yīng)選“20Ω 1A”的滑動變阻器．
滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，則滑動變阻器的阻值變小，下面應(yīng)接右邊的接線柱；
燈泡正常發(fā)光時的電流大約為I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）燈L不發(fā)光，電流表有示數(shù)，則可排除斷路；電壓表有示數(shù)，則可排除燈泡短路；可知燈泡不發(fā)光是由于滑動變阻器的阻值太大，電路中的電流太小，使得小燈泡的實際功率太小引起的，為使燈泡發(fā)光，可移動滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器的阻值；
（3）小燈泡兩端的電壓達到1.8V，低于其額定電壓，所以要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)使燈泡兩端的電壓達到2.5V，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，將滑片向右端移動；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，當U=2.5V時，I=0.36A，所以P=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，小電燈亮度不同時溫度不同，所以燈絲電阻不相等．
故答案為：（1）“20Ω 1A”；見上圖；（2）燈泡的實際功率太小；移動滑片減小滑動變阻器的阻值；（3）右；（4）0.9；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，小電燈亮度不同時溫度不同．

點評：本題考查了滑動變阻器的連接和電流表的讀數(shù)以及電功率的簡單計算，其中判斷燈泡不發(fā)光的原因及選擇滑動變阻器的規(guī)格是本題的難點，同時要學(xué)會從測量數(shù)據(jù)中提取有關(guān)的信息，要計算燈泡的額定功率，需確定其額定電壓和電流．