Question

在“測量小燈泡的功率”的實驗中，小明和小紅使用的器材中小燈泡的規格不同，其它器材規格相同，小燈泡的額定電壓可能是“1.5V”、“2V”或“2.8V”，小燈泡額定功率相差不大．
（1）如圖所示是小明沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整，要求滑片向右滑動時燈泡變暗．

物理量 實驗序號	電壓表示數/V	電流表示數/A	小燈泡亮暗程度
1	1.3	0.17	暗
2	2.0	0.22	正常發光
3	3.0	0	不發光

（2）小明正確連接好電路并將滑動變阻器的滑片放在了最大處，閉合開關后，記錄了第1組數據；當小燈泡正常發光時記錄了第2組數據；當把滑動變阻器的滑片一到一端時，小燈泡剛發出很強的光后立即熄滅了，此時記錄了第3組數據．三組數據如上表所示．則他們所用的電源電壓為

 

V，小明所用的小燈泡額定功率為

 

W．
（3）小紅實驗時，當她連接好最后一根導線立即看到小燈泡發出明亮的光．請你幫助小紅找出實驗中兩個操作不當之處：
①

 

；②

 

．
（4）小紅改正了錯誤操作，連接好了電路．當小紅所選用的小燈泡正常發光時，電壓表的示數如圖所示，而滑動變阻器的滑片恰好在中點上，此時滑動變阻器連入電路的阻值為

 

Ω，小紅所選用的小燈泡正常發光時的電流為

 

A．

Answer 1

分析：（1）要求滑片向右滑時，燈泡變暗（電流變小），連入的電阻變大，下面的接線柱選A．
（2）小明連接好電路，閉合開關，滑動變阻器滑片在最大阻值處，得到第一組數據，求出滑動變阻器電壓（通過第三組數據得到電源電壓）和滑動變阻器最大電阻．
減小滑動變阻器電阻，得到第二組數據，根據P=UI計算燈泡額定功率．
繼續移動滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無示數，電壓表串聯在電路中測電源電壓．
（3）為了保護電路，連接電路時開關要斷開，滑片P置于使連入電阻最大的位置．
（4）小紅和小明使用的器材除燈泡外其它都相同，利用小明的第一次實驗求得滑動變阻器的最大阻值，求得滑片中點時接入電路的電阻和電壓，求得滑動變阻器電流即燈泡電流．

解答：解：（1）當滑片右移時，燈變暗說明連入電阻變大，下面的接線柱選擇A，滑動變阻器串聯在電路中．如圖．

（2）閉合開關后，滑片處于最大阻值處，向左移動滑片，電路電阻減小，電流增大，燈泡兩端電壓增大，當燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時，燈泡被燒壞．
電壓表串聯在電路中，測電源電壓，電源電壓為3V．
連接好電路，滑片處于最大阻值處，閉合開關得到第一組數據，滑動變阻器電壓為：U₁=U_總-U_L=3V-1.3V=1.7V，
滑動變阻器最大阻值為：R=

U1

I1

=

1.7V

0.17A

=10Ω，
燈泡正常工作時，電壓為2.0V，電流為0.22A，
所以，燈泡額定功率為：P=UI=2.0V×0.22A=0.44W．
（3）當他連接完最后一根導線，立即看到燈泡發出明亮的光，
說明①連接電路時開關沒有斷開，②沒有將變阻器的滑片調到阻值最大位置；
（4）小紅實驗時，燈泡與滑動變阻器串聯，小紅與小明使用的滑動變阻器相同，
滑動變阻器接入電路的電阻：R′=

1

2

R=×10Ω=5Ω，
電壓表選擇0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為1.5V，
根據串聯電路電流處處相等，所以燈泡電流為：I_L=I′=

U′

R′

=

1.5V

5Ω

=0.3A．
故答案為：（1）實物連接如圖；（2）3；0.44；
（3）連接電路時開關沒有斷開；滑動變阻器的滑片沒有移到電阻值為最大的位置；（4）5；0.3．

點評：本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實驗數據中，需認真挖掘．
通過燈泡兩端電壓超過燈泡額定電壓時，燒壞燈泡，電壓表串聯在電路中測量電源電壓，獲得電源電壓值．
通過閉合開關時，滑動變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動變阻器最大電阻．
通過小紅和小明使用的器材相同，求得小紅實驗時滑動變阻器的電流即燈泡正常工作時的電流．