Question

12．如圖所示，小剛選擇如圖所示的器材（其中電源用4節(jié)干電池，小燈泡標(biāo)有“2.5V  0.3A”的字樣，滑動變阻器有A規(guī)格“l(fā)0Ω，2A”、B規(guī)格“20Ω，lA”可選）做“測量小燈泡的額定電功率”的實驗．

（1）小剛同學(xué)應(yīng)該選擇B規(guī)格的滑動變阻器．
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將右圖的實驗電路連接完整．
（3）檢查電路連接無誤后，小剛立即閉合開關(guān)，進(jìn)行下一步的操作．請你分析是否存在不當(dāng)之處滑片P沒有滑到最大阻值處．
（4）當(dāng)小燈泡兩端電壓為3V時，電流表示數(shù)如圖乙所示，請你替小剛計算出此時小燈泡的實際功率是0.96W．

序號	小燈泡兩端的電壓U/V	通過燈的電流表I/A	小燈泡的電功率P/W
1	2.0	0.24	0.48
2	2.5	0.30	0.75
3	3.0

（5）得出數(shù)據(jù)后，小剛組將三組數(shù)據(jù)相加求平均值，得到小燈泡的額定電功率．你認(rèn)為該小組的數(shù)據(jù)處理過程是否正確，請說明原因不正確，額定功率是燈泡額定電壓下的功率，是唯一的，不應(yīng)該求平均值．
（6）回憶整個實驗過程，小剛發(fā)現(xiàn)隨著實驗的進(jìn)行，小燈泡的亮度在逐漸增加，對比實驗中計算得到的電功率數(shù)據(jù)，小剛得到：燈的亮度由燈的實際電功率決定．小明根據(jù)生活經(jīng)驗認(rèn)為小剛的猜想不準(zhǔn)確．你能在生活中找到支持小明觀點的發(fā)現(xiàn)嗎？請簡述生活中同功率的LED燈比燈泡要亮得多．為了探究新的問題，本班同學(xué)開始新一輪的實驗…

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出此時電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的阻值即可選擇器滑動變阻器的規(guī)格；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)；
（3）閉合開關(guān)后，滑片要移到最大阻值處；
（4）先據(jù)圖乙讀出電流表的示數(shù)，再根據(jù)P=UI計算小燈泡的實際功率；
（5）通過小燈泡的電流等于額定電流時，小燈泡才會正常發(fā)光時，燈泡的實際功率等于額定功率；
（6）根據(jù)生活中同功率的LED燈比燈泡要亮得多的事實判斷小剛結(jié)論的正確與否．

解答 解：（1）解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓U_L=2.5V，
根據(jù)歐姆定律可知此時電路電流約為I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
此時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω，
所以本實驗中應(yīng)該選擇規(guī)格為“20Ω  1A”的B滑動變阻器；
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，如下圖所示：

（3）圖中所示閉合開關(guān)后滑片P沒有滑到最大阻值處；
（4）圖乙中所示電流表的量程是0-0.6A，最小分度值是0.02A，通過小燈泡的電流I=0.32A，小燈泡的實際功率P=UI=3V×0.32A=0.96W；
（5）額定功率是燈泡額定電壓下的功率，是唯一的，不應(yīng)該求平均值；
（6）生活中同功率的LED燈比燈泡要亮得多，所以小明根據(jù)生活經(jīng)驗認(rèn)為小剛的猜想不準(zhǔn)確．
故答案為：（1）B；（2）見上圖；電壓表接3V量程（3）滑片P沒有滑到最大阻值處；（4）0.96；（5）不正確，額定功率是燈泡額定電壓下的功率，是唯一的，不應(yīng)該求平均值；（6）生活中同功率的LED燈比燈泡要亮得多．

點評 本題考查了滑動變阻器的選擇和串聯(lián)電路特點及歐姆定律的應(yīng)用、電路現(xiàn)象的判斷、電壓表的讀數(shù)、滑動變阻器的使用等，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等且會根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程．