Question

【題目】小明利用如圖所示的實驗器材“測量小燈泡的額定功率”，已知電源電壓恒為6 V，小燈泡正常工作時的電壓為3.8 V，電阻約為12 Ω，滑動變阻器的規(guī)格為“20 Ω 2 A”．

(1)請用筆畫線代替導(dǎo)線，將如圖實物電路連接完整____________．

(2)正確連接電路后，用開關(guān)試觸，燈泡不亮，電壓表瞬間滿偏，電流表指針幾乎不動，電路的故障是________________．(電路只有一處故障)

(3)排除故障后，繼續(xù)實驗，閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電壓表的指針在某電壓值時______(請在如圖中標(biāo)出相應(yīng)的電壓值)，小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖所示，小燈泡的額定功率是________W.

(4)測量完燈泡的額定功率后，小明又測量了幾組數(shù)據(jù)，計算后發(fā)現(xiàn)燈絲電阻隨其兩端電壓的增大而增大，原因是________________________．

【評估】小紅也利用上述器材對該小燈泡的額定功率進(jìn)行了測量，實驗電路圖如圖所示，實驗結(jié)束后，兩人對實驗進(jìn)行了交流與評估．

(5)小紅的實驗結(jié)果誤差較大，理由是___________________________________________.

(6)小明的實驗更不容易操作，理由是___________________________________________.

Answer 1

【答案】 滑動變阻器斷路 1.14 燈絲電阻隨溫度升高而增大 電壓表要選擇0～15 V量程，量程過大，使得電壓的測量不夠精確 電源電壓6 V，操作中電壓表要先使用0～15 V量程，調(diào)節(jié)變阻器后再使用0～3 V量程，操作比較麻煩

【解析】試題分析：（1）測量小燈泡的額定功率實驗中，電流表應(yīng)與燈泡串聯(lián)，由歐姆定律可知燈泡正常發(fā)光的電流約為：I==≈0.32A，由此完成電路連接如上圖所示；（2）正確連接電路后，用開關(guān)試觸，燈泡不亮，電流表指針幾乎不動，說明電路可能有斷路，電壓表瞬間滿偏，說明電壓表到電源間是通路，所以電路的故障是與電壓表并聯(lián)的滑動變阻器斷路了；（3）根據(jù)圖3，電流表的量程為0～0.6A，其分度值為0.02A，所以燈泡正常發(fā)光時的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；（4）隨著電壓的變大，通過燈絲的電流變大，燈絲產(chǎn)生的熱量變大，燈絲的溫度升高，燈絲的電阻值變大，即燈絲電阻隨溫度升高而增大；【評估】由題知，電源電壓恒為6V，而小燈泡額定電壓為3.8V，①由圖4小紅的實驗電路知，電壓表應(yīng)選擇0﹣15V量程，量程過大，所以電壓的測量不夠精確；②由圖1知，小明的實驗中電壓表測滑動變阻器兩端電壓，閉合開關(guān)前變阻器阻值要滑到最大值處，由串聯(lián)電路的分壓原理知：=，即：==，則UR=U=×6V=3.75V，所以電壓表要使用0﹣15V量程，調(diào)節(jié)滑動變阻器后，因為燈泡正常發(fā)光電壓3.8V，變阻器兩端此時電壓為6V﹣3.8V=2.2V，所以為了精確測量再將電壓表換成0﹣3V量程，所以操作麻煩。