Question

16．小明所在的學(xué)習(xí)小組運(yùn)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)器材做測(cè)小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，其中小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣、燈絲電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω，1A”，電源電壓恒為為6V．

（1）補(bǔ)畫導(dǎo)線，把圖中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路，要求導(dǎo)線不交叉，且滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮；
（2）電路連好后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓為2.5V，這時(shí)小燈泡的亮度較暗（較亮、較暗），為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片P應(yīng)向B（A或B）端移動(dòng)；
（3）利用上述實(shí)驗(yàn)器材，不能完成下述實(shí)驗(yàn)中的B（選填序號(hào)）
A．測(cè)量小燈泡的電阻                 B．探究電流與電壓的關(guān)系
C．探究小燈泡的亮度與消耗功率的關(guān)系  D．探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)
（4）若實(shí)驗(yàn)中電壓表0～15V的量程壞了，而0～3V的量程正常，能否利用原有的器材測(cè)出小燈泡的額定功率？小明他們經(jīng)過討論后認(rèn)為只要將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)就能測(cè)出小燈泡的額定功率．
①重新連接電路后，移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為2.2V，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖2所示，則通過燈泡的電流0.32A，燈泡的額定功率為1.216W．

Answer 1

分析 （1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
由燈泡的額定電壓和電阻確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
注意電壓表和電流表的正負(fù)接線柱．
（2）燈泡亮度取決于燈泡的實(shí)際功率．實(shí)際功率越大，燈泡越亮．
實(shí)際功率取決于實(shí)際電壓，實(shí)際電壓越大，實(shí)際功率越大．實(shí)際電壓越小，燈泡越暗．
要使燈泡正常發(fā)光，要增大燈泡電壓，增大燈泡電流，總電阻減小，滑動(dòng)變阻器電阻減小．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路及各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理逐一分析各實(shí)驗(yàn)，然后判斷正誤；
（4）由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)求出燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓；由圖2確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)；由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．

解答 解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
燈泡電流約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
滑動(dòng)變阻器滑片右移，燈泡變亮，電路電流變大，總電阻變小，滑動(dòng)變阻器連入電路電阻變小，滑動(dòng)變阻器接右半段，所以滑動(dòng)變阻器接右下端接線柱串聯(lián)在電路中．如圖．

（2）燈泡兩端電壓為2.5V，電壓小，燈泡電流小，燈泡實(shí)際功率小，燈泡較暗．
要使燈泡正常發(fā)光，增大燈泡電壓，增大電路電流，減小滑動(dòng)變阻器電阻，滑片右移．
（3）A、電壓表測(cè)燈泡電壓，電流表測(cè)燈泡電流，由歐姆定律可以求出燈泡電阻，利用上述實(shí)驗(yàn)器材可以測(cè)量小燈泡的電阻，不符合題意；
B、探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)保持電阻不變，而燈泡電阻阻值隨溫度變化而變化，不是一個(gè)定值，利用上述實(shí)驗(yàn)器材不能探究電流與電壓的關(guān)系，符合題意；
C、移動(dòng)滑片可以改變電路電流及燈泡電阻，改變燈泡的實(shí)際功率，燈泡亮度發(fā)生變化，利用上述實(shí)驗(yàn)器材可以探究小燈泡的亮度與消耗功率的關(guān)系，不符合題意；
D、改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，滑動(dòng)變阻器兩端電壓變化，燈泡電壓發(fā)生變化，利用上述實(shí)驗(yàn)器材可以探究串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，不符合題意；
故選B．
（4）①燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V；由電路圖知，電流表量程是0～0.6A，
分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.32A；燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
故答案為：（1）見上圖；（2）較暗；B；（3）B；（4）2.2；0.32；1.216．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)物圖連接、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用、電流表讀數(shù)、電阻和功率的計(jì)算、滑動(dòng)變阻器在電路中的作用．這些是伏安法測(cè)電阻中的比較常見的內(nèi)容，一定要掌握．