题目内容

3．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用的小灯泡上标有“2.5V”字样，电源电压为两节新干电池，可供选用的滑动变阻器三个，分别为R1“10Ω 2A”、R2“20Ω 1.5A”和 R3“100Ω 1A”．

（1）小华连接了如图甲所示的电路，闭合开关前，小明发现有一根导线连接错误，请你用笔在图中这根导线上画“×”，并重新画一根正确连接电路的导线（导线不能交叉）．
（2）正确连接电路后，将滑动变阻器调到最大阻值．闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡两端的电压是2.5V时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是0.16A，小灯泡的额定功率是0.4W．
（3）小华按照正确方法进行了多次实验，测量数据和观察到的现象如下表所示．
实验序号123456
发光情况明亮亮较亮较暗微光熄灭
电压U/V2.52.11.71.310.5
电流I/A★0.260.240.220.200.16
分析表格中的实验数据可知：
①小灯泡的亮度与实际电功率的关系是灯泡实际功率越大，小灯泡越亮；
②小华进行多次实验的目的是为了得出灯泡实际功率随电压变化的规律；
③该实验最适合选用的滑动变阻器是R2（选填R1/R2/R3）．

分析 （1）实验中，应将电压表与灯泡并联，滑动变阻器和电流表与灯泡串联；
（2）确定电流表的量程和分度值，读出示数；
根据P=UI计算出小灯泡的额定功率；
（3）灯泡的亮度与实际功率有关，实际功率越大，灯泡越亮；
实验中为了得出实际功率与实际电压的关系，需改变电压多次实验；
当电流最小时，所需的滑动变阻器阻值最大，根据其来判断滑动变阻器的规格．

解答 解：（1）由图知，灯泡与滑动变阻器并联了，电压表串联在了电路中，应将灯泡的与变阻器A接线柱相连的导线接到电压表的3接线柱上，如图所示：

（2）由图知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.16A，可知小灯泡的额定功率为：
P=UI=2.5V×0.16A=0.4W；
（3）①由表格中数据知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮；
②小华改变电压进行了多次实验，目的是为了得出小灯泡实际功率与实际电压的关系；
③由题意知，电源电压为3V，第六次数据灯泡两端的电压为0.5V，所以U滑=U-U灯=3V-0.5V=2.5V；
则R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.16A}$≈15.6Ω，R1的最大阻值太小，R3的阻值太大，所以应选择R2．
故答案为：（1）见上图；
（2）0.16；0.4；
（3）①灯泡实际功率越大，小灯泡越亮；
②得出灯泡实际功率随电压变化的规律；
③R2．

点评 本题主要考查了电功率的测量，考查了电路的连接、电功率的计算及灯泡亮度与实际功率的关系，同时考查了滑动变阻器规格的选择．

练习册系列答案
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实验次数1234
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