Question

10．小鷺利用電流表和電阻箱測量小燈泡的功率，設計并連接了如圖甲所示的部分實驗電路．

（1）請你添加一條導線，將圖甲所示的實物圖補充完整，并使滑動變阻器的滑片P右移時接入電路的阻值變大．
（2）閉合開關S₁，將開關S₂扳向1（選填“1”或“2”），調節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I₁，如圖乙所示，I₁=0.20A．
（3）將開關S₂扳向另一端，保持滑動變阻器接入的阻值不變，調節(jié)電阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I₁．
（4）若此時R=7.0Ω，小燈泡的實際功率P₁=0.28W．
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，以下關于額定功率P₀與實際功率P₁的數(shù)值關系，你認為最有可能的是D．
A．P₀=2P₁ B．P₀=3P₁ C．P₀=4P₁ D．P₀=5P₁．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器要串聯(lián)在電路中，且要按“一上一下”的方式接入電路；
（2）先將燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，調節(jié)滑動變阻器使燈泡發(fā)光；根據(jù)電流表選擇的量程和分度值讀出此時電流表的示數(shù)I₁；
（3）再將電阻箱與滑動變阻器串聯(lián)，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調節(jié)電阻箱接入電路的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I₁；
（4）燈絲電阻值與變阻箱相等，根據(jù)P=I²R求出小燈泡的實際功率；
（5）由于燈泡的阻值不是定值，會隨溫度的升高而變大，所以，根據(jù)P=I²R分析額定功率P₀的變化．

解答 解：（1）滑動變阻器要按“一上一下”的方式串聯(lián)接入電路，使滑動變阻器的滑片P向右移時接入電路的阻值變大，
則應將變阻器滑片左邊的電阻連入電路，即將A接線柱與開關右接線柱連接，如圖所示：

（2）閉合開關S₁，將開關S₂扳向“1”，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，
如圖所示，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則電流表的示數(shù)為I₁=0.2A；
（3）將開關S₂扳向“2”，保持滑動變阻器的滑片位置不變，使滑動變阻器接入電路的阻值不變，
調節(jié)電阻箱連入電路的阻值，當電流表示數(shù)為I₁時，此時電阻箱連入電路的電阻與上次實驗中電流為I₁時燈絲電阻相同；
（4）燈絲中電流為I₁時阻值一定為R，若此時R=7.0Ω，
則小燈泡的實際功率：P_實=I₁²R=（0.2A）²×7Ω=0.28W；
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，假設燈泡的阻值不變，
則P_額=I₀²R=（2I₁）²R=4I₁²R=4P₁．
由于燈泡的阻值不是定值，會隨溫度的升高而變大，
所以，當燈泡在正常工作時，燈泡的阻值變大，
則額定功率P₀＞P_額=4P₁，所以最有可能的額定功率值P₀=5P₁．
故選：D．
故答案為：（1）見上圖；（2）1； 0.20；（3）滑動變阻器接入； 電阻箱；（4）0.28；（5）D．

點評 本題考查了用非常規(guī)的方法測量燈泡的電功率，實驗中沒有電壓表，利用了串聯(lián)電路阻值特點，用變阻箱的特點巧妙地獲得了燈絲的電阻，進而計算功率，綜合性強，難度較大．