Question

4．在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，有規(guī)格為“10Ω、1A”“50Ω、1.5A”的兩個滑動變阻器．

（1）圖甲是實驗中某同學連接的實物圖，經(jīng)檢查電路連接無誤后，將滑動變阻器的滑片置于A（填“A”或“B”）端，閉合開關(guān)后，該同學立即發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光過亮不能進行實驗，為了完成實驗，接下來他的操作是：斷開開關(guān)，換50Ω　1.5A的變阻器．
（2）閉合開關(guān)，改變滑動變阻器的阻值，記下各組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制如圖乙所示的I-U圖象，則小燈泡的額定功率是0.625W．
（3）實驗中，某同學觀察到小燈泡先是很暗，調(diào)節(jié)滑片后燈泡迅速變亮，在發(fā)出耀眼的光后熄滅，為了避免燈泡被燒壞，請你指出在調(diào)節(jié)滑動變阻器的操作過程中，應注意的問題：要使電壓表示數(shù)不能超過小燈泡額定電壓的1.2倍．
（4）根據(jù)圖乙中的圖象信息，若把這樣的兩只同樣的燈泡串聯(lián)接在3V的電源上，則此時每只燈泡的電阻為7.5Ω，每只燈泡的實際功率為0.3W．
（5）結(jié)合圖乙中的圖象信息，若用圖甲電路，采用控制變量法來進行“探究電流與電壓的關(guān)系”的實驗，存在的問題是燈泡的電阻隨溫度變化而變化，不能控制其大小不變．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，將滑片置于阻值最大處，根據(jù)連接確定移動方向；閉合開關(guān)后，小燈泡發(fā)光過亮，是由于所使用滑動變阻器最大阻值太小；
（2）利用曲線圖乙和額定電壓，確定燈泡的電流，再利用P=UI求出電功率；
（3）本實驗中電壓表測燈泡兩端的電壓，燈泡的實際功率大小與燈的實際電壓有關(guān)，為防止燈泡被燒壞，調(diào)節(jié)滑動變阻器觀察電壓表的示數(shù)要在一定范圍內(nèi)進行；
（4）因燈的電阻相同，根據(jù)分壓原理，知每個燈分得的電壓是相等的，由圖乙找出對應電壓下的電流大小，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$和P=UI分別求電阻大小和實際功率；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時，應控制電阻的大小不變．

解答 解：（1）閉合開關(guān)前，將滑片置于阻值最大處，根據(jù)連接確定滑片應該置于A端；閉合開關(guān)后，小燈泡發(fā)光過亮，是由于所使用滑動變阻器最大阻值太小；
接下來應該斷開開關(guān)，換用“50Ω、1.5A”的滑動變阻器重新做實驗；
（2）根據(jù)圖象可知U=2.5V時，I=0.25A，則燈的額定功率P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（3）為了避免燈絲燒斷，可以調(diào)節(jié)滑動變阻器保證使電壓表示數(shù)不能超過小燈泡額定電壓的1.2倍；
（4）因燈的電阻相同，根據(jù)分壓原理，知每個燈分得的電壓是相等的，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，每個燈的電壓為1.5V，對應的電流0.2A，燈的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω，
燈的額定功率P=UI=1.5V×0.2A=0.3W；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系時，應控制電阻的大小不變，而燈絲的電阻隨溫度變化而變化，不能控制其大小不變．
故答案為：（1）A；斷開開關(guān)，換50Ω　1.5A的變阻器；
（2）0.625；
（3）要使電壓表示數(shù)不能超過小燈泡額定電壓的1.2倍；
（4）7.5；0.3；
（5）燈泡的電阻隨溫度變化而變化，不能控制其大小不變．

點評 本題測小燈泡的功率，考查實驗操作的注意事項、額定功率的計算、實際功率的計算及控制變量的運用及對實驗方案的評估能力，綜合性較強．