Question

【題目】小華同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗，電源電壓為3伏且保持不變，滑動變阻器標(biāo)有“3A 5Ω”的字樣，所用小燈泡是額定電壓為“2.2 V”和“2.5 V”中的一個。

(1)小華連接的電路如圖（a）所示，圖中尚有一根導(dǎo)線未連接，請用筆線代替導(dǎo)線在圖中正確連接。

（________）

(2)閉合電鍵前，滑動變阻器的滑片應(yīng)放在最______________端（選填“左”或“右”）；閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)滑片在中點附近某位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖（b）所示，則電流表的示數(shù)為______________安，該實驗中所用小燈泡的額定功率為______________瓦。接著，小華又移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出耀眼的亮光，則此時小燈泡的電功率____________額定功率（選填“小于”、“等于”或“大于”），可判斷他是將滑片向變阻器的_____________端移動（選填“左”或“右”）。

Answer 1

【答案】 左 0.3 0.66 大于 右

【解析】

(1)電流表串聯(lián)在電路中測通過燈泡的電流；

(2)為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片要位于最大阻值處；根據(jù)電流表的量程和分度值可知電流示數(shù)的可能值，根據(jù)歐姆定律求出此時滑動變阻器兩端的電壓，結(jié)合電源的電壓即可判斷燈泡的額定電壓；根據(jù)求出燈泡的額定功率；用電器的工作狀態(tài)決定于實際功率：當(dāng)小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，實際功率大于額定功率，此時小燈泡發(fā)出耀眼的光；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點可知滑片移動的方向。

(1)[1]由實物圖可以看出，大部分電路連接完成，只要將電流表的左側(cè)接線柱與開關(guān)的左側(cè)接線柱用一根導(dǎo)線連接即可。連接方法如下：

(2)[2]要使滑動變阻器滑片在最大阻值處，也就是在離已連接的下端的接線柱最遠(yuǎn)的位置；由圖知，需要將滑片移到最左端。

[3]首先確認(rèn)小燈泡選擇的是哪一個，解決問題的關(guān)鍵在于理解“滑片在中點附近某位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖”這句話。此時滑動變阻器接入電路阻值為最大阻值的一半即2.5Ω，由圖可知電路中電流為0.3A；

[4]則滑動變阻器兩端的電壓為

U1=2.5Ω×0.3A=0.75V，

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，小燈泡兩端的電壓為

U2=3V0.75V=2.25V，

此時小燈泡正常發(fā)光，因此這個電壓就接近燈泡的額定電壓，考慮到導(dǎo)線電阻，因此實驗中選擇的是標(biāo)有“2.2V”字樣的那個燈泡。

所以小燈泡的額定功率為額定電壓和額定電流的乘積，即

；

[5]燈泡亮度決定于燈泡的實際功率，移動滑片時，小燈泡發(fā)光較亮，說明實際功率變大；

[6]小燈泡兩端電壓增大，電路中的電流增大，在電源電壓一定時，說明電路總電阻減小，因此滑片應(yīng)向電阻減小的那端右端移動。