Question

【题目】小明学习了电功率的概念后,要对小灯泡的电功率进行研究:

(a)取两个阻值不同的灯泡L1、L2要研究它们的电功率跟哪些因素有关?他设计了如图所示的电路图.要探究它们的电功率跟电流的关系,应采用图甲、乙两图中的__________ 电路图.(填“甲图”或“乙图”)

(b)要“测量小灯泡的额定功率”，现有器材：电源（电压恒为6V）、开关、电压表、电流表各一个，导线若干，额定电压为3.8V的待测小灯泡（电阻约为12Ω），滑动变阻器两个（A：“5Ω 2A“；B：“20Ω 0.5A”）。

（1）该实验，应选用的滑动变阻器是__________（选填“A”或“B”）。

（2）如图甲所示是小明同学连接的实物电路图，图中只有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根错接的导线，只改接一根导线使电路成为正确的电路（不能与其他导线交叉）。

（_______）

（3）小明确认电路连接无误后闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，电流表示数几乎为零，则电路的故障是__________。

（4）排除故障后，移动滑动变阻器的滑片，并绘制出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图乙所示，则该小灯泡的额定功率为__________ W。

（5）该组的另一同学接着实验时，发现电压表0～15V量程已经损坏，0～3V量程还可以正常使用，在不添加器材的情况下，为了测出该小灯泡的额定功率，请你在丙图中的虚线框内画出正确的电路图。

（______）

（6）由图乙推知：小灯泡的实际电压是额定电压一半时的电功率为P1，小灯泡的实际电流是额定电流一半时的电功率为P2，则P1__________P2（选填“大于”、“小于或“等于”）。

Answer 1

【答案】乙图 B 小灯泡断路 1.14 >

【解析】

(a)要研究电功率跟电压的关系，根据公式P=UI，必须保持电压不变，所以两灯应并联。则应采用乙图。

(b) （1）实验中，额定电压为3.8V的待测小灯泡，电阻约为12Ω，由欧姆定律，灯的额定电流约为：I==≈0.32A，根据串联电路电压的规律和欧姆定律，当灯正常发光时，变阻器连入电路中的电阻：R滑==≈6.88Ω>5Ω，从电流和电阻大小考虑，故应选用的滑动变阻器是B；

(2)原电路中，电压表串联在电路中、电流表与变阻器串联是错误的，电流表应与变阻器串联，电压表与灯泡并联，改正后如下图所示：

(3)经分析，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，小灯泡始终不发光且电压表的示数都接近电源电压，则电路的故障是与灯泡并联的电路断路了；

(4)根据制出的小灯泡的电流随电压的变化的图象知，灯的额定电压下的电流为0.3A，则该小灯泡的额定功率为：P=ULIL=3.8V0.3A=1.14W；

(5)根据串联电路的规律，当变阻器的电压为：6V3.8V=2.2V时，灯正常发光，故可将电压表使用小量程与变阻器并联，移动变阻器的滑片，当电压表示数为2.2V时，记下电流表的示数。如下图所示：

(6)由图知,小灯泡的实际电压是额定电压一半(1.9V)时的电流约为0.21A，电功率为：

P1=1.9V×0.22A=0.40W；

小灯泡的实际电流是额定电流一半时(0.15A)对应的电压约为1V，灯的实际电功率为：

P2=1V×0.15A=0.15W,则P1大于P2。