Question

【題目】如圖是小剛同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)裝置圖（小燈泡標(biāo)有“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V）．

（1）請你幫小剛把電路連接完整．在檢查電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且為6V，電流表示數(shù)為0，則產(chǎn)生這個(gè)故障的原因可能是： ．

（2）排除了上述故障后，小剛依次測出三組數(shù)據(jù)，則小燈泡的額定功率為 W．

次數(shù)	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	燈泡的亮度	燈泡電阻（Ω）
1	3.0	0.28	0.84	偏暗	10.7
2	3.8	0.33		正常
3	4.5	0.36		偏亮

（3）表格中的數(shù)據(jù)還可以看出，在燈絲中電流逐漸增大的過程中，燈絲的電阻 （選填“變大”、“變小”或“不變”），進(jìn)一步分析表明金屬絲的電阻隨 而變大．

（4）小剛同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表的0～15V的量程壞了，但0～3V的量程是好的．請幫他設(shè)計(jì)一個(gè)電路來測量小燈泡的額定電功率．畫出設(shè)計(jì)電路圖，寫出需要測量的物理量： ，計(jì)算小燈泡的額定電功率的表達(dá)式：P= ．

Answer 1

【答案】（2）1.254；（3）變大；溫度的升高；

（4）滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)電路中的電流I；P=3.8I．

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)表中電流表的值選擇電流表的量程；然后將電流表與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)；電流表無示數(shù)，說明電路有斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連；

（2）由表中數(shù)據(jù)可以讀出電壓為3.8V時(shí)的電流，由P=UI可求得額定功率；

（3）分析表中數(shù)據(jù)，可通過R=計(jì)算各組的阻值是不同的，即小燈泡的阻值與溫度有關(guān)，溫度越高，電阻越大；

（4）由題意知燈泡的額定電壓超過電壓表的量程，故無法直接測，由串聯(lián)電路的特點(diǎn)可以考慮如何利用電壓表．

解：（1）將接線柱A與接線柱0.6連接；如圖所示：

電流表無示數(shù)，說明電路有斷路；電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連，因此故障為燈泡開路；

（2）當(dāng)燈泡兩端電壓為3.8V時(shí)，燈泡正常發(fā)光；由表格知，當(dāng)電壓為3.8V時(shí)，電流為：0.33A，則燈泡的額定功率：

P=UI=3.8V×0.33A=1.254W；

（3）分析表中的數(shù)據(jù)，由R=可知，燈泡兩端電壓不同時(shí)，阻值不同，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；

（4）燈泡的額定電壓為3.8V，故無法直接測量燈泡兩端的電壓；而電源電壓為6V，即當(dāng)燈泡為額定電壓時(shí)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)分得2.2V，恰在電壓表的測量范圍內(nèi)，故我們可以根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，用電壓表測出滑動(dòng)變阻器的電壓為2.2V時(shí)，則燈泡兩端的電壓為3.8V，如圖所示：

因此需要測出當(dāng)滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)，電路中的電流I；

小燈泡的額定電功率的表達(dá)式：P=3.8I．

故答案為：（2）1.254；（3）變大；溫度的升高；

（4）滑動(dòng)變阻器器兩端電壓U為2.2V時(shí)電路中的電流I；P=3.8I．