Question

在“測量小燈泡電功功率的實(shí)驗(yàn)”中，小燈泡的額定電壓為3.8V．電阻大約為10Ω，電源電壓為6V且保持不變，其它器材如圖所示．實(shí)驗(yàn)中小東發(fā)現(xiàn)電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．

（l）小東仍利用這些器材進(jìn)行上面的實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)連出了如上面的實(shí)物圖，但有一根導(dǎo)線連錯(cuò)了，請(qǐng)幫他在連錯(cuò)的導(dǎo)線上畫“×”，并連上正確的導(dǎo)線．同時(shí)在右側(cè)的方框內(nèi)畫出所連實(shí)物的電路圖．
（2）實(shí)驗(yàn)中有兩個(gè)可供選擇的滑動(dòng)變阻器，分別為“5Ω  1A”和“10Ω  1A”，為了能順利完成實(shí)驗(yàn)，應(yīng)選擇

“10Ω 1A”

合適．
（3）實(shí)驗(yàn)中小東測出了如下表的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫助計(jì)算出小燈泡的額定電功率．

從本次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)象分析，還能得出的結(jié)論有：（寫出一條）

燈泡的電功率越大，燈泡越亮．（或燈泡兩端的電壓越高，電流越大，燈泡的電功率越大）

．

Answer 1

分析：（1）小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓，因此滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．實(shí)驗(yàn)中，小東發(fā)現(xiàn)電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．故電壓表不能用來測量燈泡兩端的電壓，但可以用來測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，只要讓它的電壓為2.2V，就表示燈泡的電壓為3.8V．
（2）滑動(dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)電路中有兩個(gè)作用：一是保護(hù)電路的作用；二是調(diào)節(jié)小燈泡兩端的電壓的作用．滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)，有分壓作用，因此要選擇合適的滑動(dòng)變阻器才能起到相應(yīng)的作用．
（3）要計(jì)算燈泡的額定功率，必須和燈泡的額定電壓相對(duì)應(yīng)，從表中找出額定電壓U_額和相對(duì)應(yīng)的電流I，根據(jù)公式P_額=U_額I計(jì)算出燈泡的額定功率．根據(jù)表中數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出功率和亮度的關(guān)系．

解答：解：（1）電源電壓U=6V，小燈泡兩端的電壓U_L=3.8V，小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)分壓，因此滑動(dòng)變阻器分擔(dān)的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．實(shí)驗(yàn)中小東發(fā)現(xiàn)電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．故電壓表不能用來測量燈泡兩端的電壓，但可以用來測量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，只要讓它的電壓為2.2V，就表示燈泡的電壓為3.8V．
故重新連接的實(shí)物圖和電路圖如下圖所示：

（2）電源電壓U=6V，小燈泡的額定電壓U_額=3.8V，小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，起分壓作用，故要求滑動(dòng)變阻器能夠至少分擔(dān)U_滑=2.2V電壓，小燈泡的電阻R_L=10Ω．
根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)公式：

U額

U滑

=

RL

R滑

3.8V

2.2V

=

10Ω

R滑

滑動(dòng)變阻器的最小阻值不得小于：
R_滑=

2.2V×10Ω

3.8V

=5.8Ω
所以，“5Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器不符合要求．
故答案為：“10Ω 1A”
（3）從表中找出額定電壓U_額=3.8V，相對(duì)應(yīng)的電流I=0.4A，根據(jù)公式計(jì)算出燈泡的額定功率：
P_額=U_額I=（6V-2.2V）×0.4A=1.52W
另外兩次的功率
P₁=U₁I₁=（6V-3V）×0.36A=1.08W
P₂=U₂I₂=（6V-1.5V）×0.43A=1.94W
然后根據(jù)三次功率值和對(duì)應(yīng)的亮度的關(guān)系總結(jié)出結(jié)論：
燈泡的電功率越大，燈泡越亮．
故答案為：1.52W；燈泡的電功率越大，燈泡越亮．（或燈泡兩端的電壓越高，電流越大，燈泡的電功率越大）

點(diǎn)評(píng)：在本題目中，第②題中滑動(dòng)變阻器的選擇是本題的難點(diǎn)，要根據(jù)串聯(lián)分壓的特點(diǎn)去分析．本題綜合性比較強(qiáng)，是中考的熱點(diǎn)題型，希望引起同學(xué)們的注意．