Question

【題目】某實驗小組的同學在進行“測量小燈泡的額定功率”的實驗中，現有器材：電源（電壓恒為6V）、開關、電壓表、電流表各一個，導線若干，額定電壓為3.8V的待測小燈泡（電阻約為12Ω），滑動變阻器兩個（A：“5Ω2A”：B：“20Ω 0.5A”）。

（1）該實驗中應選用的滑動變阻器是_____（選填“A”或“B”）。

（2）如圖甲所示是小田同學連接的實物電路圖，圖中只有一根導線連接錯誤，請你在圖中用“×”標出這根錯接的導線，只改接一根導線使電路成為正確的電路（不能與其他導線交叉）。

（______）

（3）小田確認電路連接無誤后閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數都接近電源電壓，則電路的故障是_____。

（4）排除故障后，移動滑動變阻器的滑片，并繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示，則該小燈泡的額定功率為_____W。

（5）該組的另一同學接著實驗時，發(fā)現電壓表0～15V量程已經損壞，0～3V量程還可以正常使用，在不添加器材的情況下，為了測出該小燈泡的額定功率，請你在丙圖中的虛線框內畫出正確的電路圖。

（______）

（6）由圖乙推知：小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電功率為P1，小燈泡的實際電流是額定電流一半時的電功率為P2，則P1_____P2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。

Answer 1

【答案】B 燈泡斷路 1.14 大于

【解析】

（1）該實驗的實驗原理是P＝UI；小燈泡額定電壓為3.8V，燈絲電阻約為12Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：I==≈0.32A＜0.5A，電源電壓為6V，小燈泡額定電壓為3.8V，根據串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律，燈正常發(fā)光時，變阻器連入電路中的電阻：=≈6.9Ω，所以選用“20Ω 0.5A”的滑動變阻器B；

（2）原電路中，燈與電流表并聯(lián)，電壓表串聯(lián)在電路中是錯誤的，電壓表應與燈并聯(lián)，電流表與燈串聯(lián)，如下如圖所示：

（3）經分析，小田確認電路連接無誤后閉合開關，無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，小燈泡始終不發(fā)光且電壓表的示數都接近電源電壓，則電路的故障是燈泡斷路。

（4）由繪制出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象知，燈的額定電壓下的電流為0.3A，則該小燈泡的額定功率為：P＝UI＝3.8V×0.3A＝1.14W；

（5）根據串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，當變阻器的電壓為：6V﹣3.8V＝2.2V時，燈的電壓為額定電壓，故將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，如下如圖左所示：

（6）由如圖右知，小燈泡的實際電壓是額定電壓一半時的電流約為0.21A，電功率為：

P1＝1.9V×0.21A＝0.399W；小燈泡的實際電流是額定電流一半時（0.15A）對應的電壓約為1V，燈的實際電功率為：P2＝1V×0.15A＝0.15W，則P1大于P2。