Question

16．某同学利用如图甲的电路进行“测小灯泡电功率”的实验，已知小灯泡的额定电流是0.4A，电源电压恒定不变．
（1）该同学发现电流表接入电路前的指针如图乙所示，出现这种现象后他应将电流表的指针调到零刻度．
（2）解决好上述问题后，他继续进行实验：闭合开关，顺次将滑片移至图甲中A、B、C、D四个位置，并记下实验数据如下表：

滑片位置	电流表示数（A）	电压表示数（V）
A	0.20	2
B	0.22	2.4
C	0.40	4.5
D	0.50	6

由实验数据可知，小灯泡的额定功率是1.8W，滑动变阻器的最大阻值是20Ω．
（3）该同学进一步研究发现，若利用滑片在A位置时的数据可算得小灯泡的电阻为10Ω，再根据P_额=I_额²R可算出小灯泡的额定功率为1.6W，与第（2）问中计算得出的数据不符．这是因为小灯泡的电阻随温度变化而变化．

Answer 1

分析 （1）使用前，当指针没有指在“0”刻度线上时，应将电流表的指针调到零刻度；
（2）根据表中数据，由电功率公式P=UI计算小灯泡的额电功率；根据表中数据，滑动变阻器滑片P位于D点时，滑动变阻器接入电路中电阻为零，可知道电源电压；当滑片P位于A点时，滑动变阻器接入电路中阻值最大，根据串联电路的特点计算出阻值大小；
（3）灯丝的电阻受温度的影响而发生变化，非额定电压下的阻值不等于额定电压下的阻值；用此电阻值算出的功率不等于额定功率．

解答 解：（1）电流表接入电路前的指针如图乙所示，指针未指在零刻度线，在闭合开关前应将电流表的指针调到零刻度；
（2）由表中数据可知：
当滑动变阻器滑片P位于C点时，小灯泡正常发光，额电功率：P_额=U_额I=4.5V×0.40A=1.8W；
当滑动变阻器滑片P位于D点时，接入电路中阻值为零，只有小灯泡接入电路，故电源电压为：U=6V，
当滑动变阻器滑片P位于A点时，接入电路中阻值最大，小灯泡两端的电压为U_L=2V，电路中电流为：I=0.20A，
滑动变阻器两端的电压为：U_R=U-U_L=6V-2V=4V，
电阻为：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{0.20A}$=20Ω．
（3）滑片在A点时，小灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.20A}$=10Ω，
根据P_额′=I_额²R=（0.40A）²×10Ω=1.6W，
P_额′＜P_额，
产生这种差异的根本原因是小灯泡的电阻受温变影响，小灯泡的电阻随温度变化而变化，电压较低时，灯丝温变低，测得的电阻偏小．
故答案为：
（1）将电流表的指针调到零刻度；
（2）1.8；20；
（3）小灯泡的电阻随温度变化而变化．

点评 本题考查了电流表的使用规则、灯丝电阻与温度的关系、电功率的计算、串联电路的特点等知识，涉及的知识点较多，综合性强，要熟练掌握．