Question

在測(cè)定一個(gè)電阻為10Ω的小燈泡（電阻不隨溫度變化）功率的實(shí)驗(yàn)中，老師給同學(xué)們提供了以下器材：電流表（0～0.6A 0～3A）、電壓表（0～3V 0～15V）、開關(guān)、電源電壓為4.5V且保持不變的電源和滑動(dòng)變阻器（0?20Ω）各一個(gè)，導(dǎo)線若干．

（1）小明連接的電路如圖甲所示，圖中有兩個(gè)元件的連接明顯錯(cuò)誤，分別是

滑動(dòng)變阻器

和

電流表

（填寫元件名稱）．
（2）小明改正電路連接錯(cuò)誤后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)電路和所提供的器材，可以判斷出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)燈泡的最小電流為

0.15

A，燈泡兩端的最大電壓為

4.5

V，電流表的量程應(yīng)選0～

0.6

A．
（3）若小明在移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，某次電流表的示數(shù)如圖乙所示，則此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流是

0.2

A，小燈泡兩端的電壓是

2

V．
（4）若小明所選電壓表的量程為0～3V、電流表的量程為0～0.6A，實(shí)驗(yàn)中要求測(cè)量時(shí)通過(guò)燈泡的電流至少為電流表滿刻度的三分之一，則測(cè)出的燈泡的實(shí)際功率范圍只能是

0.4～0.9

W．
（5）該實(shí)驗(yàn)的整套裝置還可以用于初中電學(xué)其它實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)舉出一例．

測(cè)小燈泡的電阻

．

Answer 1

分析：（1）在連接電路中，注意電流表、電壓表正負(fù)接線柱的接法，滑動(dòng)變阻器要接一上一下；
（2）確定電源電壓，得出燈泡兩端的最大電壓；
電路中的最大電阻，根據(jù)I=

U

R

計(jì)算出電路中的最小電流；
根據(jù)燈泡的最大電流確定電流表的量程；
（3）根據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)U=IR計(jì)算出燈泡兩端的電壓；讀數(shù)時(shí)注意電流表的量程和分度值；
（4）根據(jù)要求確定電路中的最小電流，根據(jù)電壓表的量程確定燈泡兩端的最大電壓，從而可以根據(jù)公式計(jì)算出燈泡的最小電功率和最大電功率，得出電功率的范圍；
（5）掌握電學(xué)實(shí)驗(yàn)電路的聯(lián)系，此實(shí)驗(yàn)電路圖是最常用的，可用來(lái)測(cè)量燈泡的電阻，燈泡的電功率．

解答：解：（1）由圖甲知，電流表的正負(fù)接線柱接法錯(cuò)誤；
滑動(dòng)變阻器同時(shí)接了下面兩個(gè)接線柱；
（2）由題意知，電源電壓為4.5V，電路中的最大電阻為R_總=R_燈+R_滑=10Ω+20Ω=30Ω；
則I=

U

R總

=

4.5V

30Ω

=0.15A；
燈泡兩端的最大電壓等于電源電壓等于4.5V；
電路中的最大電流為I_max=

U

R燈

=

4.5V

10Ω

=0.45A，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程；
（3）由圖乙知，電流表的量程為0～0.6A，示數(shù)為0.2A；
則U_燈=IR_燈=0.2A×10Ω=2V；
（4）由（2）知，電路中的最小電流為0.15A，滿偏的三分之一為0.2A，所以電路中的最小電流應(yīng)達(dá)到0.2A，則燈泡的最小電功率：
P_min=I²R=（0.2A）²×10Ω=0.4W；
根據(jù)電壓表的量程，燈泡兩端的最大電壓為3V，則燈泡的最大電功率：
P_max=

U2

R

=

(3V)2

10Ω

=0.9W；
（5）本實(shí)驗(yàn)裝置還可以用來(lái)測(cè)量燈泡的電阻．
故答案為：（1）滑動(dòng)變阻器；電流表；
（2）0.15；4.5；0.6；
（3）0.2；2；
（4）0.4～0.9；
（5）測(cè)小燈泡的電阻．

點(diǎn)評(píng)：此題是測(cè)量燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)，考查了歐姆定律的應(yīng)用，其中求燈泡的功率范圍是此題中的難點(diǎn)，關(guān)鍵是確定燈泡兩端的最大電壓和最小電流值．