Question

19．按圖示的電路圖做“測量小電燈的功率”的實驗．所用器材有：標有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恒為6V 的電源、標有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、開關(guān)及導(dǎo)線若干．
（1）某學(xué)生在實驗時，把電流表與電壓表的位置交換連接了，閉合開關(guān)后會造成D．（填選項前的字母）
A．電流表燒壞　　　　　　B．電壓表燒壞
C．小電燈燒壞　　　　　　D．小電燈不亮
（2）另一學(xué)生按圖連接電路后，閉合開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學(xué)生在操作過程中的不當之處是：開關(guān)閉合前沒有將滑動變阻器的滑片放在阻值最大值處．
（3）小明同學(xué)按電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數(shù)填入下表．

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通過上表數(shù)據(jù)，可算得小電燈的額定功率為1.14W，還可得出關(guān)于燈絲電阻的結(jié)論是：燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
②當小電燈正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值約為7.3Ω．

Answer 1

分析 （1）電壓表的電阻很大，故把電流表與電壓表的位置交換連接后，電路中的電流很�。�
（2）開關(guān)閉合后，燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小造成的，由此分析原因可能性；
（3）根據(jù)P=UI分別求出燈泡在不同電壓下的功率；
當燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡的實際功率等于燈泡的額定功率；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
②由串聯(lián)電路特點和歐姆定律計算燈正常工作時，連入電路的滑動變阻器的阻值．

解答 解：
（1）把電流表與電壓表的位置交換連接后，電壓表串聯(lián)在電路中，電路中電阻較大，電流較小，故燈泡不亮，故選D；
（2）開關(guān)閉合后，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路中電流過大，所以操作過程中的不當之處可能是：閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（3）①當燈泡兩端電壓為3.8V時，燈泡的實際功率等于額定功率，
根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得：
P_額=P₄=U₄I₄=3.8V×0.3A=1.14W，
由表中數(shù)據(jù)及R=$\frac{U}{I}$可知，隨小電燈電壓的增大，小電燈電阻變大，這是因為：隨電壓增大、電流隨之增大，小電燈的實際功率P=UI也增大，燈的溫度升高，由此可見：燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
②由串聯(lián)電路特點可得，此時滑動變阻器連入電路阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{4}}$=$\frac{U-{U}_{4}}{{I}_{4}}$=$\frac{6V-3.8V}{0.30A}$≈7.3Ω．
故答案為：（1）D；（2）開關(guān)閉合前沒有將滑動變阻器的滑片放在阻值最大值處；（3）①1.14；燈絲電阻隨溫度的升高而增大；②7.3．

點評 本題考查了故障分析、實驗操作、電功率計算、電阻的計算等問題，要知道燈泡正常發(fā)光時的電壓等于其額定電壓．