Question

7．測量“小燈泡的電功率”．小燈泡的額定電流為 0.3A，燈絲阻值在 10Ω～15Ω 之間．所提供的器材有：電流表、電壓表、電源（電壓恒為 6V）、開關(guān)各一個，滑動變阻器 （“5Ω 2A”、“20Ω 1A”）兩個，導(dǎo)線若干．

（1）如圖甲所示是沒有連接完的實物電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線將實物圖補充完整．
（2）按圖連接電路后，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)，經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則電路的故障是：小電燈斷路．排除故障后，再次閉合開關(guān)時，小燈泡發(fā)出耀眼的光后立即熄滅，小宜在操作過程中的不當之處是：滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處．
（3）選用的滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω1A”．
（4）閉合開關(guān)，移動滑片，當電流表的示數(shù)為0.3A時，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為3.5V，小燈泡的額定功率為1.05W．斷開開關(guān)后，小燈泡的電阻將變小（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的電阻和電流求出燈泡的額定電壓，從而選擇電壓表的量程；
（2）根據(jù)電路圖可知，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，根據(jù)燈泡的是否發(fā)光和電壓表的示數(shù)確定電路故障；
開關(guān)閉合后，燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小造成的，原因可能是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（3）求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器．
（4）根據(jù)電壓表量程和分度值讀數(shù)；根據(jù)P=UI求出額定功率；燈絲的電阻會受到溫度的影響．

解答 解：（1）小燈泡的額定電流為 0.3A，燈絲阻值為15Ω時，其兩端的電壓最大，即U=IR=0.3A×15Ω=4.5V，故電壓表量程為0-15V，電壓表并聯(lián)到燈泡的兩端；如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)，說明電路故障為斷路，并且電壓表與電源兩極相連，故小電燈斷路；
開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學生在操作過程中的不當之處是：閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（3）電路電流為燈泡額定電流0.3A時，由U=IR可知，燈泡兩端電壓約為3V～4.5V，此時，滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_燈，滑動變阻器兩端電壓約為1.5V～3V，由R=$\frac{U}{I}$可知，此時滑動變阻器接入電路的阻值約為5Ω～10Ω，則滑動變阻器應(yīng)選擇“20Ω  1A”；
（4）電壓表量程為0-15V，分度值為0.5V，則電壓表示數(shù)為3.5V，則燈泡的額定功率為：P=UI=3.5V×0.3A=1.05W；斷開開關(guān)后，小燈泡的燈絲的溫度降低，電阻會減�。�
故答案為：（1）如圖；（2）小電燈斷路；滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；（3）“20Ω  1A”；（4）3.5；1.05W；變�。�

點評 本題考查了連接電路圖、實驗器材的選擇、電壓表讀數(shù)、求燈泡功率等問題，連接實物電路圖時要注意電表量程的選擇；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)．