Question

一只额定电压是6V的小灯泡，其正常工作时通过的电流约为0.3A．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室有如下器材：电源（电压为12V）、电流表、电压表、开关各一只，三只规格分别为“20Ω 1A”“50Ω　0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑动变阻器，导线若干．
（1）小明设计了图所示电路图，你认为应选用规格为 ______的滑动变阻器．

（2）图中已连接了部分电路．请你根据电路图，将电路连接完整．

（3）小明正确选择了滑动变阻器，将图的电路补充连接后，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于6V．具体原因是 ______．

（4）小明排除故障后，继续实验，当电压表的示数为6V时，电流表的示数如图所示，通过小灯泡的电流为 ______A，小灯泡的额定功率是 ______W．

（5）做完实验后，小明将测灯泡实际功率实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处．请你写出一个不同之处：______．
（6）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图所示．

结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比，这是因为 ______．

Answer 1

解：（1）灯泡正常工作电流为0.3A，所以滑阻“100Ω 0.2A”不适合，又因为灯泡电阻为20Ω，和“20Ω 1A”的最大电阻相等，这样滑阻最大阻值接入电路才能分担6V电压，起不到改变电压的作用，故应选“50Ω 0.5A”这一个．
（2）滑阻上面接线柱没连入电路，电压表要并联入电路．

（3）发现灯泡发光较暗，电流表有示数，说明电流很小电路电阻很大，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零），说明滑阻阻值不变，起不到改变电流的作用，所以判断滑阻是以定值电阻的形式接入电路．
（4）根据电流表量程和分度值可知I=0.32A，则功率P=UI=0.32A×6V=1.92W
（5）电功率多次测量的目的是探讨灯泡明暗的决定因素，而测量定值电阻时多次测量是要取平均值，减小测量误差．
（6）灯丝的电阻随温度变化，当电压变大电流变大时，灯泡亮度变亮，这时温度升高，电阻阻值变大，造成电流升高变慢，所以不是直线．
故答案为：（1）“50Ω 0.5A”；（2）如上图；
（3）滑阻是以定值电阻的形式接入电路；（4）0.32A、1.92W；
（5）多次测量是否要取平均值；（6）灯丝的电阻随温度变化．
分析：（1）要从滑阻允许通过的最大电流和所能分担的最大电压来分析三个滑阻是否合适．
（2）滑阻和电压表还没有完全接好，要根据滑阻和电压表的使用原则把它两个接入电路．注意导线不能交叉．
（3）发现灯泡发光较暗，电流表有示数，说明电流很小电路电阻很大，任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零），说明滑阻阻值不变，起不到改变电流的作用，所以判断滑阻是以定值电阻的形式接入电路．
（4）根据电流表所接的量程和指针位置读出电流值，然后用公式P=UI计算就可．
（5）测量电功率时不用求平均功率，而对于定值电阻的测量需要多次测量求平均值．
（6）图象不是直线而且电流随电压的变大而增长的速度变慢，可判断温度升高后电阻变大，造成电路增长变慢，图象不再是直线．
点评：这时一道考查知识很全面的实验题，要对每一个知识点分析，包括滑阻使用、功率计算、滑阻选择、实验影响因素等．