Question

8．李嵐同學(xué)在進(jìn)行“測量定值電阻的電功率”的實驗時，所選用的器材有：額定電流為0.4A的定值電阻（阻值約為6Ω）、電壓恒為12V的電源、電流表、電壓表、兩種不同規(guī)格的滑動變阻器“50Ω 1A”和“5Ω 1A”、開關(guān)及導(dǎo)線若干，請回答下列問題．
    
（1）在保證電路中各電器元件都安全的前提下，李嵐在進(jìn)行實驗時，應(yīng)當(dāng)選用的滑動變阻器的規(guī)格為50Ω 1A．
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲所示的實物電路圖連接完整．（要求：滑動變阻器滑片向右移動時，電阻變大）
（3）連接好電路，閉合開關(guān)后，李嵐移動滑動變阻器的滑片．當(dāng)電流表的示數(shù)為0.4A時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，則此時電壓表的示數(shù)為2.5V，定值電阻的電功率為1W，電阻為6.25Ω．
【拓展】
（4）李嵐將定值電阻換成額定電壓為4V的小燈泡后，移動滑片，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，并記錄成如圖丙所示的I-U圖象，則小燈泡的額定功率為1.6W；由圖象可知，小燈泡燈絲的阻值不是固定的，這是因為小燈泡燈絲阻值隨溫度變化．

Answer 1

分析 （1）求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動變阻器；
（2）根據(jù)電路圖，電壓表的額定電壓為2.4V，選出電壓表量程，要求滑動變阻器的滑片向右滑動時電阻增大，因此需將滑動變阻器的左下接線柱接入電路；
（3）由電壓表讀出示數(shù)大小，根據(jù)電功率的原理P=UI求出額定功率，電壓表測燈泡兩端電壓，小燈泡在不同電壓下工作情況不一樣；
（4）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；影響電阻的因素有：導(dǎo)體的溫度、長度、橫截面積和材料等，而小燈泡兩端的電壓不同，小燈泡燈絲的溫度會不同，因此根據(jù)影響小燈泡的因素進(jìn)行分析．

解答 解：（1）由I=$\frac{U}{R}$，可得燈泡正常發(fā)光時的電壓U=IR=0.4A×6Ω=2.4V，
則U恒為12V的電源，電路圖如圖所示． 
燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_L=12V-U_L=12V～2.4V=9.6V，
由I=$\frac{U}{R}$，所以此時滑動變阻器接入電路的阻值R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{9.6V}{0.3A}$=32Ω，
則滑動變阻器應(yīng)選“50Ω 1A”；
（2）電壓表的額定電壓為2.4V，選出電壓表量程，要求滑動變阻器的滑片向右滑動時電阻增大，故電路圖如下：

（3）由電壓表示數(shù)可知，小燈泡的電壓為2.5V，即小燈泡在2.5V電壓下正常工作，小燈額定功率為P=UI=2.5V×0.4A=1W
由歐姆定律得小燈泡正常發(fā)光時燈絲電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
（4）燈泡電壓等于額定電壓時正常發(fā)光，由圖象得知，燈泡在4V下的電流為0.4A，
所以燈泡的額定功率：P=UI=4V×0.4A=1.6W；
因為燈絲的電阻與溫度有關(guān)，而燈泡兩端的電壓越大，燈絲的溫度越高，因此小燈泡在不同電壓下工作時，小燈泡的燈絲溫度不同，電阻也不相同．
故答案為：（1）“50Ω 1A”；（2）如圖；（3）2.5；1；  6.25；（4）1.6； 小燈泡燈絲阻值隨溫度變化．

點評 本題考查了測小燈泡電功率的實驗中的電路的連接、滑動變阻器的作用、功率的計算及影響燈絲電阻的因素，考查內(nèi)容較多，但難度不大．