Question

2．測電功率實驗如圖甲所示是小明在“測量小燈泡電功率”實驗中連接的實驗電路，所用小燈泡的額定電壓為3.8V，電源是電壓為6V且保持不變的蓄電池組．

（1）實驗開始，當開關(guān)閉合，變阻器滑片P向右移動時，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)不變（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）同組的小紅發(fā)現(xiàn)連線中有一處不符合實驗要求，所以才出現(xiàn)上述現(xiàn)象，而且只需改動一根導線的連接，就可以順利進行實驗．請你在需要改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接線．
（3）電路連接正確后，小明他們正常進行實驗并將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中．若第二次測量時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此時電路電流為0.42A，可得小燈泡的額定功率為1.596W．分析表中數(shù)據(jù)，請寫出你還能得出的一個結(jié)論：通過燈泡的電流隨電壓的增大而增大（或燈的實際功率隨電壓的增大而增大；或燈絲電阻隨電壓的增大而增大）．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓/V	3.0	3.8	4.5
電流/A	0.36		0.45

（4）如果電壓表的0～15V量程損壞，只有0～3V量程能正常使用，實驗室里也沒有其他電壓表可供更換，要求利用現(xiàn)有器材測出小燈泡的額定功率．請在如圖丙虛線框中畫出你設計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器滑片以右電阻絲連入電路，根據(jù)滑片移動的方向確定變阻器連入電路中的電阻的變化，由歐姆定律討論電流的變化．
根據(jù)電壓表測燈泡和滑動變阻器兩端的總電壓回答．
（2）測燈泡功率的實驗，電壓表要并聯(lián)在燈泡兩端測燈泡的電壓．
（3）根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，知道額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率．
由表格中數(shù)據(jù)得出電流隨電壓的變化變化，或根據(jù)歐姆定律求出電阻大小，可以判斷電阻跟電壓的變化關(guān)系；或根據(jù)P=UI，求出三次功率，比較得出功率與電壓的關(guān)系．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡正常工作時，求出滑動變阻器的電壓（小于3V），將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．

解答 解：（1）滑動變阻器滑片以右電阻絲連入電路，滑片右移，電阻變小，總電阻變小，根據(jù)歐姆定律，電流變大；因電壓表測燈和變阻器兩端的總電壓，即電源電壓，所以電壓表示數(shù)保持不變；
（2）測燈泡功率的實驗，電壓表要并聯(lián)在燈泡兩端測燈泡的電壓，實物圖如下面的左圖；
（3）電流表使用的0～0.6A，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.42A；燈的額定功率
P=UI=3.8V×0.42A=1.596W．
由表格數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論：電流隨電壓的增大而增大；
或根據(jù)R=$\frac{U}{I}$得實驗1、2、3次電阻分別是8.3Ω、9.0Ω、10Ω，燈絲電阻隨電壓的增大而增大；
或根據(jù)P=UI得實驗1、2、3次功率分別是1.08W、1.596W、2.025W．燈的實際功率隨電壓的增大而增大；
（4）電源電壓為6V，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)在電路中，燈泡額定電壓為3.8V，當滑動變阻器的電壓為
6V-3.8V=2.2V＜3V，小燈泡正常工作，可以用電壓表0～3V量程，并聯(lián)在滑動變阻器兩端，當滑動變阻器的電壓為2.2V時，燈泡正常工作．電路圖如上面的右圖所示．
故答案為：（1）變大；不變；
（2）實物圖如上面左圖所示．
（3）0.42；1.596；電流隨電壓的增大而增大（或燈的實際功率隨電壓的增大而增大；或燈絲電阻隨電壓的增大而增大（答案不唯一）；
（4）電路圖如上面的右圖所示．

點評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、操作過程、額定功率的計算、影響電阻大小的因素及分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力和設計實驗方案的能力．