Question

5．小軍同學(xué)根據(jù)如圖甲“測量小燈泡功率”，其中電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為3.8V，滑動變阻器標(biāo)有“10Ω  1A”字樣（燈泡額定功率估計(jì)為1W）．

（1）如圖甲，閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)調(diào)到a（選填“a”或“b”）端．
（2）閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不發(fā)光，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)，若電路只有一處故障，則故障是燈泡發(fā)生短路．
（3）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為1.292W．
（4）小軍通過移動滑片，測量多組數(shù)據(jù)，繪制了電流與電壓的關(guān)系圖象，你認(rèn)為通過燈泡的電流與燈泡兩端電壓的關(guān)系應(yīng)該是圖丙中的A（選填“A”、“B”或“C”）線條，不能（選填“能”或“不能”）用此套器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．
（5）小紅利用上面的器材也做該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表0-15V的量程壞了，但0-3V的量程完好無損，在不換用其他器材的情況下（其他器材沒有損壞），她通過認(rèn)真思考，也能夠測量出該燈泡的額定功率，請幫她把如圖2的實(shí)物圖連接完整（連線不能交叉，電表量程要合適）．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器連入電路時(shí)應(yīng)將滑片滑倒電阻最大位置；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡短路或燈泡之外電路存在斷路；電壓表無示數(shù)，可能是燈泡短路，或電壓表并聯(lián)電路之外存在斷路，或者是電壓表斷路；電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡短路；
（3）弄清楚電流表的量程和分度值，讀出電流值，再根據(jù)P=UI求出額定功率；
（4）燈泡電阻隨溫度的升高而增大，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行分析；探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制電壓不變，改用定值電阻；
（5）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡電壓為3.8V，滑動變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓．

解答 解：（1）如圖甲，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片滑倒電阻最大位置，即調(diào)到a端；
（2）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，可能是燈泡短路，或電壓表并聯(lián)電路之外存在斷路，電流表有示數(shù)，說明電路不存在斷路；所以其故障是燈泡短路；
（3）電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其讀數(shù)為0.34A，
小燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.34A=1.292W；
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，燈絲兩端的電壓越高，其功率越大，燈絲溫度越高，燈絲的電阻越大，所以A線條符合要求；
實(shí)驗(yàn)中小燈泡的電阻值隨著溫度的升高而增大，故不能用此套器材探究“電流與電阻的關(guān)系”．
（5）燈泡的額定功率估計(jì)為1W，額定電壓為3.8V，所以其電流小于0.6A，故電流表選用0.6A量程即可；
燈泡正常發(fā)光，即要使燈泡電壓為3.8V，則滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V時(shí)，小燈泡即可正常發(fā)光，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如下圖：

故答案為：（1）a；（2）燈泡發(fā)生短路；（3）1.292；（4）A；不能；（5）如上圖．

點(diǎn)評 本題是燈泡額定功率的測量實(shí)驗(yàn)，主要考查了變阻器的使用、電路的連接、歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用、燈絲電阻與溫度的關(guān)系等，考查全面，且有一定難度．