题目内容

16．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，小明同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω．
（1）为顺利完成实验，现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择，则A．
A、只能选择4.5V的电池组     B、只能选择6V的电池组 
C、两电池组均可选用            D、须将其变成10.5V的电池组使用
（2）请用笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙中的实物电路连接完整（导线不得交叉，且要求闭合开关前滑动变阻器连入电路的电阻最大）．

（3）在测量过程中，灯丝突然烧断，小明同学会看到的现象是：电压表：变为4.5V：电流表：变为0．
（4）排除故障后，小明同学用相同的灯泡继续做实验，下表为他的实验记录：
实验序号电压表示数/V电流表示数/A电阻/Ω功率/W额定功率/W
12.00.1811.110.36P=$\frac{0.36+0.50+0.63}{3}$
=0.497
22.50.2012.500.50
33.00.2114.290.63
老师认为他的数据处理过程有误，你认为错误之处是求出不同电压下电功率的平均值做为灯泡的额定功率，正确的测量结果P额=0.5W．
（5）通过计算所测数据，发现灯泡的电阻在不同的电压下其阻值不同，造成该现象的原因是灯丝的电阻受温度的影响．

分析 （1）根据串联电路的电流特点和欧姆定律I=$\frac{U}{R}$表达出小灯泡正常发光时的电流，代入相关数据，计算得出电源电压的取值；
（2）将电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压和额定电流的大约值来确定电表的量程；
（3）判断灯丝烧断前后，电路的电阻变化情况，判断出电路中的电流变化情况，就可知电流表的示数变化情况．
（4）额定电功率是用电器正常工作时的电功率，不同电压下的电功率不同，不能通过求不同电压下的电功率来确定额定功率；
（5）根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析．

解答 解：（1）根据串联电路的电流特点可知，灯泡正常发光时的电流大约为：I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{U}{R'+{R}_{滑}}$，
小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为8Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω，数据代入得，$\frac{2.5V}{8Ω}=\frac{U}{8Ω+10Ω}$，解得电源电压U≤5.625V，应选A；
（2）电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V的量程，
电流表与灯泡串联，由（1）知，小灯泡的额定电流I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，电流表选择0～0.6A的量程，
滑动变阻器与灯泡串联，根据电路图可知，滑动变阻器的应接右下方的接线柱，如图所示：
；
（3）当灯泡丝烧断后，电压表与电流表串联，即电压表测量电源电压，所以示数变大；又因为电压表电阻很大，所以电路中的电流几乎为0，即电流表示数变小；
（4）由表格中数据可以看出，表格中求出不同电压下的功率求平均值得出灯泡的额定功率，这是不合理的，灯泡在不同电压下的功率不同；
由表格中实验数据2知，当小灯泡两端的电源电压等于额定电压2.5V时，小灯泡的功率为0.50W，所以灯泡的额定功率为0.50W；
（5）三种情况下灯丝的温度不同，由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，造成了不同电压下灯丝电阻的不同．
故答案为：（1）A；（2）见上图；（3）变为4.5V；变为0；（4）求出不同电压下电功率的平均值做为灯泡的额定功率；0.5；（5）灯丝的电阻受温度的影响．

点评 此题考查了测量灯泡的额定功率的实验，要理解额定功率的含义，同时还涉及到了灯丝电阻与温度的关系，其中（1）中根据滑动变阻器的最大阻值和串联电路的电流特点来选择电源是此题的难点，要善于列关系式来分析解决此种类型的题目．

练习册系列答案
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