Question

12．如图所示，小刚选择如图所示的器材（其中电源用4节干电池，小灯泡标有“2.5V  0.3A”的字样，滑动变阻器有A规格“l0Ω，2A”、B规格“20Ω，lA”可选）做“测量小灯泡的额定电功率”的实验．

（1）小刚同学应该选择B规格的滑动变阻器．
（2）请用笔画线代替导线将右图的实验电路连接完整．
（3）检查电路连接无误后，小刚立即闭合开关，进行下一步的操作．请你分析是否存在不当之处滑片P没有滑到最大阻值处．
（4）当小灯泡两端电压为3V时，电流表示数如图乙所示，请你替小刚计算出此时小灯泡的实际功率是0.96W．

序号	小灯泡两端的电压U/V	通过灯的电流表I/A	小灯泡的电功率P/W
1	2.0	0.24	0.48
2	2.5	0.30	0.75
3	3.0

（5）得出数据后，小刚组将三组数据相加求平均值，得到小灯泡的额定电功率．你认为该小组的数据处理过程是否正确，请说明原因不正确，额定功率是灯泡额定电压下的功率，是唯一的，不应该求平均值．
（6）回忆整个实验过程，小刚发现随着实验的进行，小灯泡的亮度在逐渐增加，对比实验中计算得到的电功率数据，小刚得到：灯的亮度由灯的实际电功率决定．小明根据生活经验认为小刚的猜想不准确．你能在生活中找到支持小明观点的发现吗？请简述生活中同功率的LED灯比灯泡要亮得多．为了探究新的问题，本班同学开始新一轮的实验…

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出此时电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的阻值即可选择器滑动变阻器的规格；
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联；
（3）闭合开关后，滑片要移到最大阻值处；
（4）先据图乙读出电流表的示数，再根据P=UI计算小灯泡的实际功率；
（5）通过小灯泡的电流等于额定电流时，小灯泡才会正常发光时，灯泡的实际功率等于额定功率；
（6）根据生活中同功率的LED灯比灯泡要亮得多的事实判断小刚结论的正确与否．

解答 解：（1）解：（1）灯泡正常发光时的电压等于额定电压U_L=2.5V，
根据欧姆定律可知此时电路电流约为I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以本实验中应该选择规格为“20Ω  1A”的B滑动变阻器；
（2）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，如下图所示：

（3）图中所示闭合开关后滑片P没有滑到最大阻值处；
（4）图乙中所示电流表的量程是0-0.6A，最小分度值是0.02A，通过小灯泡的电流I=0.32A，小灯泡的实际功率P=UI=3V×0.32A=0.96W；
（5）额定功率是灯泡额定电压下的功率，是唯一的，不应该求平均值；
（6）生活中同功率的LED灯比灯泡要亮得多，所以小明根据生活经验认为小刚的猜想不准确．
故答案为：（1）B；（2）见上图；电压表接3V量程（3）滑片P没有滑到最大阻值处；（4）0.96；（5）不正确，额定功率是灯泡额定电压下的功率，是唯一的，不应该求平均值；（6）生活中同功率的LED灯比灯泡要亮得多．

点评 本题考查了滑动变阻器的选择和串联电路特点及欧姆定律的应用、电路现象的判断、电压表的读数、滑动变阻器的使用等，关键是知道灯泡正常发光时的电压和额定电压相等且会根据灯泡的额定电压确定电压表的量程．