题目内容

8．李岚同学在进行“测量定值电阻的电功率”的实验时，所选用的器材有：额定电流为0.4A的定值电阻（阻值约为6Ω）、电压恒为12V的电源、电流表、电压表、两种不同规格的滑动变阻器“50Ω 1A”和“5Ω 1A”、开关及导线若干，请回答下列问题．
    
（1）在保证电路中各电器元件都安全的前提下，李岚在进行实验时，应当选用的滑动变阻器的规格为50Ω 1A．
（2）请用笔画线代替导线，将图甲所示的实物电路图连接完整．（要求：滑动变阻器滑片向右移动时，电阻变大）
（3）连接好电路，闭合开关后，李岚移动滑动变阻器的滑片．当电流表的示数为0.4A时，电压表示数如图乙所示，则此时电压表的示数为2.5V，定值电阻的电功率为1W，电阻为6.25Ω．
【拓展】
（4）李岚将定值电阻换成额定电压为4V的小灯泡后，移动滑片，观察电流表和电压表的示数，并记录成如图丙所示的I-U图象，则小灯泡的额定功率为1.6W；由图象可知，小灯泡灯丝的阻值不是固定的，这是因为小灯泡灯丝阻值随温度变化．

分析 （1）求出灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值，根据该阻值选择滑动变阻器；
（2）根据电路图，电压表的额定电压为2.4V，选出电压表量程，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电阻增大，因此需将滑动变阻器的左下接线柱接入电路；
（3）由电压表读出示数大小，根据电功率的原理P=UI求出额定功率，电压表测灯泡两端电压，小灯泡在不同电压下工作情况不一样；
（4）从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P=UI计算额定功率；影响电阻的因素有：导体的温度、长度、横截面积和材料等，而小灯泡两端的电压不同，小灯泡灯丝的温度会不同，因此根据影响小灯泡的因素进行分析．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$，可得灯泡正常发光时的电压U=IR=0.4A×6Ω=2.4V，
则U恒为12V的电源，电路图如图所示． 
灯泡正常发光时，滑动变阻器电压U滑=U-UL=12V-UL=12V～2.4V=9.6V，
由I=$\frac{U}{R}$，所以此时滑动变阻器接入电路的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{9.6V}{0.3A}$=32Ω，
则滑动变阻器应选“50Ω 1A”；
（2）电压表的额定电压为2.4V，选出电压表量程，要求滑动变阻器的滑片向右滑动时电阻增大，故电路图如下：

（3）由电压表示数可知，小灯泡的电压为2.5V，即小灯泡在2.5V电压下正常工作，小灯额定功率为P=UI=2.5V×0.4A=1W
由欧姆定律得小灯泡正常发光时灯丝电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
（4）灯泡电压等于额定电压时正常发光，由图象得知，灯泡在4V下的电流为0.4A，
所以灯泡的额定功率：P=UI=4V×0.4A=1.6W；
因为灯丝的电阻与温度有关，而灯泡两端的电压越大，灯丝的温度越高，因此小灯泡在不同电压下工作时，小灯泡的灯丝温度不同，电阻也不相同．
故答案为：（1）“50Ω 1A”；（2）如图；（3）2.5；1；  6.25；（4）1.6； 小灯泡灯丝阻值随温度变化．

点评 本题考查了测小灯泡电功率的实验中的电路的连接、滑动变阻器的作用、功率的计算及影响灯丝电阻的因素，考查内容较多，但难度不大．

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