Question

6．按如圖所示的電路圖做“測量小電燈的功率”的實驗中．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恒為6V 的電源、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表、電壓表、開關及導線若干．
（1）某學生在實驗時，把電流表與電壓表的位置交換連接了（接線柱連接正確），閉合開關后會造成D（填字母）．
A．電流表燒壞        B．電壓表燒壞
C．小電燈燒壞        D．小電燈不亮
（2）另一學生按圖連接電路后，閉合開關，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，導線連接完好，則電路故障是小電燈斷路．
（3）排除該故障換用新元件后，閉合開關時，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前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處．
（4）小明同學按電路圖正確連接電路后，閉合開關，從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數(shù)填入如表．

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通過上表數(shù)據(jù)，算出小電燈的額定功率為1.14W．
②還可得出關于燈絲電阻的結論是：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
③當小電燈正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值為7.3Ω．（保留1為小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）電壓表的電阻很大，故把電流表與電壓表的位置交換連接后，電路中的電流很小；
（2）根據(jù)電路圖可知，閉合開關，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；
（3）開關閉合后，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前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（4）①根據(jù)P=UI分別求出燈泡在不同電壓下的功率；
②當燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡的實際功率等于燈泡的額定功率；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
③燈泡正常發(fā)光時，與燈泡串聯(lián)的滑動變阻器電壓為6V-3.8V=2.2V，則根據(jù)歐姆定律即可求出滑動變阻器連入電路的阻值．

解答 解：（1）把電流表與電壓表的位置交換連接后，電壓表串聯(lián)在電路中，電路中電阻較大，電流較小，故燈泡不亮，選D；
（2）閉合開關，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；
（3）開關時，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：閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（4）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可：P₁=U₁I₁=2V×0.2A=0.4W，
P₂=U₂I₂=2.5V×0.22A=0.55W，
P₃=U₃I₃=3V×0.25A=0.75W，
P₄=U₄I₄=3.8V×0.3A=1.14W，
P₅=U₅I₅=4.5V×0.32A=1.44W；
當燈泡兩端電壓為3.8V時，燈泡的實際功率等于額定功率，即1.14W；
②由表中數(shù)據(jù)及R=$\frac{U}{I}$可知，隨小電燈電壓的增大，小電燈電阻變大，這是因為：隨電壓增大、電流隨之增大，小電燈的實際功率P=UI也增大，燈的溫度升高，由此可見：燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當小電燈正常工作時，電流為I=0.3A，滑動變阻器兩端電壓為U₂=U-U_額=6V-3.8V=2.2V，則根據(jù)歐姆定律得連入電路的阻值R₂=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.3A}$≈7.3Ω．
故答案為：（1）D；（2）小電燈斷路；（3）閉合開關前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；（4）

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20	0.4
2.5	0.22	0.55
3.0	0.25	0.75
3.8	0.30	1.14
4.5	0.32	1.44

①1.14；②溫度；③7.3．

點評 本題是測量小燈泡電功率的實驗，考查了故障分析、求功率、求電阻阻值、數(shù)據(jù)處理等問題，關鍵是學生對伏安法測電阻實驗的理解和掌握．