Question

4．小明做“測(cè)定小燈泡的額定功率“實(shí)驗(yàn)時(shí)，已知燈泡的額定電壓是3.8V，電源電壓6V恒定不變，燈絲電阻大于10Ω，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“l(fā)0Ω lA”，字樣．

（1）連接的不完整的實(shí)物電路如圖甲所示．請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．
（2）連好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.35A，燈泡的實(shí)際功率為1.4W．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的指針位置如圖乙所示．此時(shí)電流表的示數(shù)為0.34A，小燈泡的額定功率為1.292W．
（3）兩次數(shù)據(jù)中電壓表與電流表示數(shù)比值不同的原因是燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/（V）	2	2.4	2.8
電流I/（A）	0.2	0.18	0.16

拓展：小明又利用上述實(shí)驗(yàn)器材測(cè)量一個(gè)定值電阻的阻值．用定值電阻替換小燈泡，將變阻器阻值調(diào)至最大處，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于3V，由此可知此電阻值大于10Ω．在實(shí)驗(yàn)中電壓表大量程突然損壞，小明用現(xiàn)有器材重新設(shè)計(jì)并連接電路后，使用電壓表小量程測(cè)得數(shù)據(jù)如表所示，分析數(shù)據(jù)可知待測(cè)電阻值為20Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表選用的量程與燈并聯(lián)；
（2）根據(jù)P=UI求燈的功率；由圖乙電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（3）由歐姆定律，結(jié)合因燈絲的電隨溫度的升高而變大分析；
拓展：
由串聯(lián)電阻電壓的規(guī)律，變阻器分得的小于3V，根據(jù)分壓原理得出與電壓表并聯(lián)的定值電阻與R_滑=10Ω大小的關(guān)系；
因變阻器分得電壓小于3V，在電壓表大量程損壞的情況下，可將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，根據(jù)表中數(shù)據(jù)求定值電阻，為提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，取平均值作為最后結(jié)果．

解答 解：（1）燈的額定電壓為3.8V，故電壓表選用大量程與燈并聯(lián)，如下所示：

（2）當(dāng)電壓表的示數(shù)為4V時(shí)，電流表的示數(shù)為0.35A，燈泡的實(shí)際功率為：
P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=4V×0.35A=1.4W；
調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表的指針位置如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.34A，小燈泡的額定功率為：
P=UI=3.8V×0.34A=1.292W．
（3）由歐姆定律，電壓表與電流表示數(shù)比值即為燈的電阻大小，因燈絲的電隨溫度的升高而變大，故兩次數(shù)據(jù)中電壓表與電流表示數(shù)比值不同；
拓展：
將變阻器阻值調(diào)至最大處即R_滑=10Ω，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)大于3V，因電源電壓為6V，由串聯(lián)電阻電壓的規(guī)律，變阻器分得的小于3V，根據(jù)分壓原理，與電壓表并聯(lián)的定值電阻大于R_滑=10Ω；
因變阻器分得電壓小于3V，在電壓表大量程損壞的情況下，可將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，定值電阻：
R₁=$\frac{U-{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{6V-2V}{0.2A}$=20Ω，
R₂=$\frac{U-{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{6V-2.4V}{0.18A}$=20Ω，
R₃=$\frac{U-{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{6V-2.8V}{0.16A}$=20Ω，
為提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，取平均值作為最后結(jié)果，可知待測(cè)電阻值為20Ω．
故答案為：
（1）如上所示； 
 （2）1.4；  0.34；  1.292；
（3）燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
拓展：10；  20．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡的額定功率，考查電路的連接、電流表讀數(shù)、功率的計(jì)算、影響電阻大小的因素及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力．