Question

【題目】小華同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，電源電壓為3伏且保持不變，滑動變阻器標有“3A 5Ω”的字樣，所用小燈泡是額定電壓為“2.2 V”和“2.5 V”中的一個。

(1)小華連接的電路如圖（a）所示，圖中尚有一根導線未連接，請用筆線代替導線在圖中正確連接。

（________）

(2)閉合電鍵前，滑動變阻器的滑片應放在最______________端（選填“左”或“右”）；閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)滑片在中點附近某位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖（b）所示，則電流表的示數(shù)為______________安，該實驗中所用小燈泡的額定功率為______________瓦。接著，小華又移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出耀眼的亮光，則此時小燈泡的電功率____________額定功率（選填“小于”、“等于”或“大于”），可判斷他是將滑片向變阻器的_____________端移動（選填“左”或“右”）。

Answer 1

【答案】 左 0.3 0.66 大于 右

【解析】

(1)電流表串聯(lián)在電路中測通過燈泡的電流；

(2)為保護電路，在閉合開關前，滑動變阻器滑片要位于最大阻值處；根據(jù)電流表的量程和分度值可知電流示數(shù)的可能值，根據(jù)歐姆定律求出此時滑動變阻器兩端的電壓，結合電源的電壓即可判斷燈泡的額定電壓；根據(jù)求出燈泡的額定功率；用電器的工作狀態(tài)決定于實際功率：當小燈泡兩端的電壓高于額定電壓時，實際功率大于額定功率，此時小燈泡發(fā)出耀眼的光；根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點可知滑片移動的方向。

(1)[1]由實物圖可以看出，大部分電路連接完成，只要將電流表的左側接線柱與開關的左側接線柱用一根導線連接即可。連接方法如下：

(2)[2]要使滑動變阻器滑片在最大阻值處，也就是在離已連接的下端的接線柱最遠的位置；由圖知，需要將滑片移到最左端。

[3]首先確認小燈泡選擇的是哪一個，解決問題的關鍵在于理解“滑片在中點附近某位置時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖”這句話。此時滑動變阻器接入電路阻值為最大阻值的一半即2.5Ω，由圖可知電路中電流為0.3A；

[4]則滑動變阻器兩端的電壓為

U1=2.5Ω×0.3A=0.75V，

根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，小燈泡兩端的電壓為

U2=3V0.75V=2.25V，

此時小燈泡正常發(fā)光，因此這個電壓就接近燈泡的額定電壓，考慮到導線電阻，因此實驗中選擇的是標有“2.2V”字樣的那個燈泡。

所以小燈泡的額定功率為額定電壓和額定電流的乘積，即

；

[5]燈泡亮度決定于燈泡的實際功率，移動滑片時，小燈泡發(fā)光較亮，說明實際功率變大；

[6]小燈泡兩端電壓增大，電路中的電流增大，在電源電壓一定時，說明電路總電阻減小，因此滑片應向電阻減小的那端右端移動。