Question

【題目】小明利用如圖所給的實(shí)驗(yàn)器材“測(cè)量小燈泡的額定功率”，已知電源電壓恒為6V，小燈泡正常工作時(shí)的電壓為3.8V，電阻約為12Ω，滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖1實(shí)物電路的連接．
（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(dòng)，電路的故障是 ． （電路只有一處故障）
（3）排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表的指針在某電壓值時(shí)，（請(qǐng)?jiān)趫D2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3所示，小燈泡的額定功率是W．
（4）測(cè)量完燈泡的額定功率后，小明有測(cè)量了幾組數(shù)據(jù)，計(jì)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 ．
（5）【評(píng)估】小紅也利用上述器材對(duì)該小燈泡的額定功率進(jìn)行了測(cè)量，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖4所示，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，兩人對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了交流與評(píng)估． ①小紅的實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差較大，理由是 ．
②小明的實(shí)驗(yàn)更不容易操作，理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：
（2）滑動(dòng)變阻器斷路
（3）1.14
（4）燈絲電阻隨溫度升高而增大
（5）電壓表應(yīng)選擇0﹣15V量程，量程過大，所以電壓的測(cè)量不夠精確；電源電壓6V，操作中電壓表先使用0﹣15V量程，調(diào)節(jié)變阻器后再使用0﹣3V量程，操作比較麻煩
【解析】解：（1）測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)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(dòng)，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(dòng)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(shí)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(píng)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(shí)驗(yàn)電路知，電壓表應(yīng)選擇0﹣15V量程，量程過大，所以電壓的測(cè)量不夠精確；
②由圖1知，小明的實(shí)驗(yàn)中電壓表測(cè)滑動(dòng)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(dòng)變阻器后，因?yàn)闊襞菡�常發(fā)光電壓3.8V，變阻器兩端此時(shí)電壓為6V﹣3.8V=2.2V，所以為了精確測(cè)量再將電壓表換成0﹣3V量程，所以操作麻煩．
所以答案是：（1）見上圖；（2）滑動(dòng)變阻器斷路；（3）1.14；（4）燈絲電阻隨溫度升高而增大；
【評(píng)估】①電壓表應(yīng)選擇0﹣15V量程，量程過大，所以電壓的測(cè)量不夠精確；
②電源電壓6V，操作中電壓表先使用0﹣15V量程，調(diào)節(jié)變阻器后再使用0﹣3V量程，操作比較麻煩．