Question

幾個同學在做“測定小燈泡額定功率”的實驗時，電源電壓為6.0V，小燈泡的額定電壓為3.8V，阻值約為12Ω．如圖甲所示是小勇同學連接的實物電路．

（1）請你在虛線框內畫出該電路圖．
（2）根據(jù)題目要求，把圖甲中的電路補充完整．
（3）該實驗的實驗的原理是：________
（4）說明所需測量的物理量：①________；　②________；
（5）在正確連接電路時，開關必須________，滑動變阻器的滑片應移至________端．
（6）實驗時，要使小燈泡正常發(fā)光，應調節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為________V，若此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，那么小燈泡的額定功率是________W．
（7）小明同學在檢查電路連接正確后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且為6.0V，電流表示數(shù)為0，則產(chǎn)生這個故障的原因可能是________．
（8）排除故障后，調節(jié)滑動變阻器測得如表所示的五組數(shù)據(jù)．

	1	2	3	4	5
U/V	3.0	3.5	3.8	4.0	4.2
I/A	0.24	0.26	0.28	0.30	0.31
亮度	逐　漸　增　加

請你仔細分析實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象．回答以下問題：
（a）小燈泡亮度變化規(guī)律是________．
（b）除了表格中列出的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象外，小明發(fā)現(xiàn)，由表中數(shù)據(jù)計算可知：小電燈亮度不同時燈絲的電阻不相等．你認為造成這種結果的原因是________．

Answer 1

解：（1）①燈泡的額定電壓為3.8V，因此電壓表量程選擇0～15V，電流從“+”接線柱流入從“-”接線柱流出；
②滑動變阻器要串聯(lián)在電路中，接線柱選擇要“一上、一下”．實物圖如下
（2）畫出電源符號，從正極開始，依次串聯(lián)開關、滑動變阻器、電流表、燈泡符號，最后電壓表串聯(lián)在燈泡兩端，如下圖：

（3）該實驗的原理：P=UI；
（4）由P=UI可得，需要測量燈泡兩端的電壓U，和通過燈泡的電流I；
（5）連接電路時，應將開關處于斷開狀態(tài)，閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應滑到最大阻值處，應該在右端．
（6）當U=3.8V時，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，因此I=0.28A，燈的額定功率：
P=UI=3.8V×0.28A=1.064W．
（7）電流表示數(shù)接近零，說明電路斷路，而電壓表示數(shù)為電源電壓，說明和電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生了斷路．
（8）（a）由表中可知：電壓越大電流就越大，也就是就越大，燈泡就越亮．所以小燈泡的實際功率越大燈泡發(fā)光亮度就越強．
（b）燈絲發(fā)光越強，燈絲溫度就越高，這時計算出的電阻就越大，這說明燈絲電阻受溫度影響，溫度越高電阻就越大．
故答案為（3）P=UI；（4）燈泡兩端的電壓U，通過燈泡的電流I；（5）斷開，右；（6）3.8，1.064；（7）燈泡斷路；
（8）（a）小燈泡的實際功率越大燈泡發(fā)光亮度就越強．（b）燈絲電阻受溫度影響，溫度越高電阻就越大．
分析：（1）測量小燈泡功率時，小燈泡和滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電流表測量通過小燈泡的電流，電壓表測量小燈泡兩端的電壓；
（2）由實物圖畫電路圖：畫出電源符號，從正極開始，按照電流方向依次連接各元件，到負極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（3）測定小燈泡額定功率的原理：P=UI；
（4）由P=UI進行分析即可得出；
（5）連接電路時，開關要處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器要處于最大阻值處，這樣都能起到保護作用；
（6）當燈兩端的電壓等于額定電壓3.8V時，燈正常發(fā)光，依據(jù)所選量程讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI計算燈的額定功率；
（7）電流表示數(shù)幾乎為零，說明電路斷路，電壓表示數(shù)為電源電壓說明和電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生了斷路．
（8）（a）從表中發(fā)現(xiàn)電壓越大電流越大，燈泡功率就越大，燈泡就越亮．
（b）燈泡在不同發(fā)光狀態(tài)下的電阻值相差較大，燈泡越亮，阻值越大，說明溫度越高電阻越大．
點評：（1）掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的正確使用，會根據(jù)實物圖以及用電流流向法畫電路圖；
（2）對于故障問題，在連接好電路，剛剛閉合開關時，燈泡不亮，可能是電流太小，可能是燈泡斷路或短路．
（3）熟練掌握歐姆定律和額定功率的計算．