Question

9．同學(xué)們在“探究小燈泡的亮度與功率的關(guān)系”實驗中，所用電源電壓為6V，燈泡的額定電壓U₀=3.8V，額定功率在1-1.5W的范圍內(nèi)．
（1）按圖甲所示的電路圖，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的電路補充完整．
（2）小杜同學(xué)在實驗過程中，將滑動變阻器的滑片P緩慢向B端移動，小燈泡的實際功率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；同時觀察到小燈泡的亮度將變亮（選填“亮”或“暗”）．

（3）另一組的小張同學(xué)在實驗過程中發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時電流表的示數(shù)是0.2A，電壓表的示數(shù)是2V，經(jīng)分析造成這種現(xiàn)象的原因是電壓表量程接錯，誤以為接的是0～15V，實際接了0～3V．
（4）小張同學(xué)重新調(diào)整電路連接后，繼續(xù)探究小燈泡在額定功率時的亮度，但發(fā)現(xiàn)無法準(zhǔn)確讀出額定電壓，他用第（3）小問中所測得數(shù)據(jù)先算出燈泡的電阻R_L，再根據(jù)P₀=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{L}}$計算燈泡的額定功率．按此方案算出燈的額定功率比真實值偏大（選填“大”或“小”），原因是燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等．

Answer 1

分析 （1）電流表、滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，滑動變阻器要接一上一下；
（2）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據(jù)滑片的移動可知接入電路中電阻的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)P=UI可知燈泡實際功率的變化，進(jìn)一步判斷燈泡亮暗的變化．
（3）根據(jù)電流表所選量程可讀數(shù)，根據(jù)電壓表指針位置讀數(shù)，然后與電源電源比較即可知造成這種現(xiàn)象的原因；
（4）燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等，根據(jù)P₀=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{L}}$分析與真實值的差異．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡的額定電壓為3.8V，所以應(yīng)選擇0～15V量程；
滑動變阻器已接了上面一個接線柱，應(yīng)再接下面一個接線柱，如圖所示：

（2）由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
當(dāng)滑片P緩慢向B端移動的過程中，接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，
由I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流變大，即電流表的示數(shù)變大；
由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變大，即電壓表的示數(shù)變大；
因燈泡的亮暗取決于實際功率的大小，所以，由P=UI可知，燈泡的實際功率變大，燈泡變亮．
（3）由圖可知，電流表所選量程為0～0.6A，則由指針位置可知，此時電流表的示數(shù)是0.2A，
由燈泡的額定電壓U₀=3.8V，可知，電壓表應(yīng)接0～15V，若接在0～15V量程，那么由指針位置可知，此時電壓為10V，而電源電壓為6V，所以沒有接在0～15V量程，接在0～3V量程，故此時電壓表的示數(shù)為2V，由此可知，電壓表量程接錯，誤以為接的是0～15V，實際接了0～3V；
（4）因為燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等，
燈泡在額定電壓3.8V下的電阻比2V下的電阻要大，而算額定功率時是用2V時的電阻，所以R_L偏小，根據(jù)P₀=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{L}}$導(dǎo)致額定功率偏大，
故答案為：（1）見上圖；（2）變大；亮；（3）0.2；2；電壓表量程接錯，誤以為接的是0～15V，實際接了0～3V；
（4）大；燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等．

點評 本題考查了連接電路圖、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的特點，連接電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，第（4）小題有一定的難度，解題是時要注意認(rèn)真分析．