Question

16．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，小明同學選用的小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動變阻器的最大阻值為10Ω．
（1）為順利完成實驗，現(xiàn)有電壓為4.5V和6V的兩電池組可供選擇，則A．
A、只能選擇4.5V的電池組     B、只能選擇6V的電池組 
C、兩電池組均可選用            D、須將其變成10.5V的電池組使用
（2）請用筆畫線代替導線，按照圖甲所示的電路圖，將圖乙中的實物電路連接完整（導線不得交叉，且要求閉合開關前滑動變阻器連入電路的電阻最大）．

（3）在測量過程中，燈絲突然燒斷，小明同學會看到的現(xiàn)象是：電壓表：變?yōu)?.5V：電流表：變?yōu)?．
（4）排除故障后，小明同學用相同的燈泡繼續(xù)做實驗，下表為他的實驗記錄：

實驗序號	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	電阻/Ω	功率/W	額定功率/W
1	2.0	0.18	11.11	0.36	P=$\frac{0.36+0.50+0.63}{3}$ =0.497
2	2.5	0.20	12.50	0.50
3	3.0	0.21	14.29	0.63

老師認為他的數(shù)據(jù)處理過程有誤，你認為錯誤之處是求出不同電壓下電功率的平均值做為燈泡的額定功率，正確的測量結果P_額=0.5W．
（5）通過計算所測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻在不同的電壓下其阻值不同，造成該現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻受溫度的影響．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律I=$\frac{U}{R}$表達出小燈泡正常發(fā)光時的電流，代入相關數(shù)據(jù)，計算得出電源電壓的取值；
（2）將電流表與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓和額定電流的大約值來確定電表的量程；
（3）判斷燈絲燒斷前后，電路的電阻變化情況，判斷出電路中的電流變化情況，就可知電流表的示數(shù)變化情況．
（4）額定電功率是用電器正常工作時的電功率，不同電壓下的電功率不同，不能通過求不同電壓下的電功率來確定額定功率；
（5）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點進行分析．

解答 解：（1）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知，燈泡正常發(fā)光時的電流大約為：I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{U}{R'+{R}_{滑}}$，
小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為8Ω，滑動變阻器的最大阻值為10Ω，數(shù)據(jù)代入得，$\frac{2.5V}{8Ω}=\frac{U}{8Ω+10Ω}$，解得電源電壓U≤5.625V，應選A；
（2）電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V的量程，
電流表與燈泡串聯(lián)，由（1）知，小燈泡的額定電流I=$\frac{{U}_{L}}{R'}=\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，電流表選擇0～0.6A的量程，
滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知，滑動變阻器的應接右下方的接線柱，如圖所示：
；
（3）當燈泡絲燒斷后，電壓表與電流表串聯(lián)，即電壓表測量電源電壓，所以示數(shù)變大；又因為電壓表電阻很大，所以電路中的電流幾乎為0，即電流表示數(shù)變小；
（4）由表格中數(shù)據(jù)可以看出，表格中求出不同電壓下的功率求平均值得出燈泡的額定功率，這是不合理的，燈泡在不同電壓下的功率不同；
由表格中實驗數(shù)據(jù)2知，當小燈泡兩端的電源電壓等于額定電壓2.5V時，小燈泡的功率為0.50W，所以燈泡的額定功率為0.50W；
（5）三種情況下燈絲的溫度不同，由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，造成了不同電壓下燈絲電阻的不同．
故答案為：（1）A；（2）見上圖；（3）變?yōu)?.5V；變?yōu)?；（4）求出不同電壓下電功率的平均值做為燈泡的額定功率；0.5；（5）燈絲的電阻受溫度的影響．

點評 此題考查了測量燈泡的額定功率的實驗，要理解額定功率的含義，同時還涉及到了燈絲電阻與溫度的關系，其中（1）中根據(jù)滑動變阻器的最大阻值和串聯(lián)電路的電流特點來選擇電源是此題的難點，要善于列關系式來分析解決此種類型的題目．