Question

20．小明同學在“測量小燈泡電功率”的實驗中，已知電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是3.8V，電阻約為8Ω．
（1）請你用筆畫線代替導線幫他將圖甲中的實物圖連接完整．
（2）正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應該置于B（選填“A”或“B”）端．
（3）小明同學調(diào)節(jié)滑動變阻器，進行了幾次實驗，得到部分U和I的數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
U/V	1.00	2.00	3.00	3.80	4.20
I/A	0.20	0.40	0.47	0.5	0.51
燈泡亮度	不亮	很暗	偏暗	正常	很亮

燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為1.9W．
（4）小明同學在對數(shù)據(jù)進行分析時發(fā)現(xiàn)：小燈泡燈絲電阻隨電壓的增大而增大（選填：“增大”或“減小”、“不變”）．在第1次實驗中，小燈泡不亮的原因是小燈泡實際功率太小．
（5）當小明同學繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器測量時，把燈絲燒斷了（其余元件完好），則此時電壓表示數(shù)約為6V．
（6）小明同學在實驗室借了甲：“10Ω   1.5A”、乙：“20Ω   1.2A”和丙：“30Ω  1A”三個滑動變阻器，你認為他完成上表實驗所使用的滑動變阻器是：丙（選填：“甲”或“乙”、“丙”），理由是：為完成第一次實驗，滑動變阻器接入電路的電阻至少為25Ω．

Answer 1

分析 （1）電流表用0.6A量程串聯(lián)接入電路，滑動變阻器接右端上面接線柱串聯(lián)在電路中；
（2）閉合開關前，接入電路的滑動變阻器阻值應最大．
（3）由圖讀出電流表示數(shù)I；
（4）電阻R=$\frac{U}{I}$，由表中數(shù)據(jù)知燈泡燈絲電阻隨電壓增大而增大；在第1次實驗中，燈泡兩端的電壓U太小，功率P=UI太小，所以小燈泡不發(fā)光．
（5）燈絲燒壞時電壓接近6V．
（6）根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)、串聯(lián)電路的特點，求出第一次實驗時滑動變阻器接入電路的阻值，然后判斷選用哪一個滑動變阻器．

解答 解：（1）由歐姆定律，小燈泡的額定電流，I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{8Ω}$=0.475A，確定電流表量程“0～0.6A”，滑動變阻器的一上一下連接，應接上接線柱，把燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，如下圖所示：

（2）正確連接電路后，閉合開關前，滑動變阻器的滑片應該置于B端．
（3）由圖知電流表的量程為0-0.6A，電流表示數(shù)I=0.5A；所以燈泡的額定功率為P=UI=3.8×0.5W=1.9W；
（4）通過R=$\frac{U}{I}$知，3、4、5次的電阻分別為：6.4Ω、7.6Ω、8.2Ω，故小燈泡燈絲電阻隨電壓的增大而增大；在第1次實驗中，小燈泡不發(fā)光的原因是小燈泡實際功率太�。�
（5）在測量燈泡在繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，把燈絲燒斷了，則此時電壓表示數(shù)約為6V．
（6）第一次實驗時，燈泡電壓U_燈=1.00V，由串聯(lián)電路特點知，滑動變阻器電壓U_滑=U-U_燈=6.00V-1.00V=5.00V；
電路電流I=0.20A，滑動變阻器阻值R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{5.00V}{0.20A}$=25Ω；由此可見應選丙滑動變阻器，因為為完成第一次實驗，滑動變阻器接入電路的電阻至少為25Ω．
故答案為：（1）如圖所示；（2）B；（3）1.9；（4）增大；小燈泡實際功率太��；（5）6；（6）丙；為完成第一次實驗，滑動變阻器接入電路的電阻至少為25Ω．

點評 本題考查了連接電路圖、電流表的讀數(shù)、找出電壓與電阻的關系、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、求滑動變阻器的阻值等問題、熟練掌握串聯(lián)電路特點與歐姆定律是正確解題的關鍵．