Question

【题目】按图所示的电路图做“测量小灯泡的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．
（1）一学生按电路图正确连接电路后，变化开关，将滑动变阻器的滑片移到最右端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是 ．
（2）排除故障换用新元件后，闭合开关，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是： ．
（3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入表中． ①通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为W，还可得出关于灯丝电阻的结论是： ． ②当小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为Ω（小数点后保留一位有效数字）．

电压表的示数U/V	电流表的示数　I/A	小电灯的功率　P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

（4）若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？
①在图2方框中画出测量电路图；
②若小灯泡两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为（计算结果取整数）．

Answer 1

【答案】
（1）灯泡断路
（2）滑动变阻器的阻值没有调到最大
（3）1.14；泡的电阻随温度的升高而增大；7.3
（4）电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端；① ；4.7Ω～12Ω
【解析】解：（1）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最右端时，电路为灯泡的基本电路，灯不亮，电压表有较大的示数，说明电路故障为断路，并且电压表与电源两极相连，故小电灯断路；（2）观察到灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小造成的，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；（3）①由表中数据可知，灯泡电压3.8V正常发光，此时通过的电流为0.30A，所以灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；由表中数据及R= 可知，随小电灯电压的增大，通过的电流也增大，但电压变化大于电流变化，所以小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高；由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大；②由串联电路特点和欧姆定律计算小灯泡正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值： R滑= = = ≈7.3Ω；（4）电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端。①电路图如图所示； ②a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为6V﹣3V=3V，由表中数据知，电流为0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑1= =12Ω； b、当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为0.32A，此时滑动变阻器两端电压为6V﹣4.5V=1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R滑2= ≈4.7Ω；则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω～12Ω； 所以答案是：（1）灯泡断路；（2）滑动变阻器的阻值没有调到最大；（3）①1.14；②灯泡的电阻随温度的升高而增大③7.3；（4）电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端①如图；②4.7Ω～12Ω．