Question

16．某同學(xué)利用如圖甲的電路進(jìn)行“測(cè)小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，已知小燈泡的額定電流是0.4A，電源電壓恒定不變．
（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表接入電路前的指針如圖乙所示，出現(xiàn)這種現(xiàn)象后他應(yīng)將電流表的指針調(diào)到零刻度．
（2）解決好上述問題后，他繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：閉合開關(guān)，順次將滑片移至圖甲中A、B、C、D四個(gè)位置，并記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

滑片位置	電流表示數(shù)（A）	電壓表示數(shù)（V）
A	0.20	2
B	0.22	2.4
C	0.40	4.5
D	0.50	6

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小燈泡的額定功率是1.8W，滑動(dòng)變阻器的最大阻值是20Ω．
（3）該同學(xué)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，若利用滑片在A位置時(shí)的數(shù)據(jù)可算得小燈泡的電阻為10Ω，再根據(jù)P_額=I_額²R可算出小燈泡的額定功率為1.6W，與第（2）問中計(jì)算得出的數(shù)據(jù)不符．這是因?yàn)樾�燈泡的電阻隨溫度變化而變化．

Answer 1

分析 （1）使用前，當(dāng)指針沒有指在“0”刻度線上時(shí)，應(yīng)將電流表的指針調(diào)到零刻度；
（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，由電功率公式P=UI計(jì)算小燈泡的額電功率；根據(jù)表中數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器滑片P位于D點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻為零，可知道電源電壓；當(dāng)滑片P位于A點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中阻值最大，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)計(jì)算出阻值大��；
（3）燈絲的電阻受溫度的影響而發(fā)生變化，非額定電壓下的阻值不等于額定電壓下的阻值；用此電阻值算出的功率不等于額定功率．

解答 解：（1）電流表接入電路前的指針如圖乙所示，指針未指在零刻度線，在閉合開關(guān)前應(yīng)將電流表的指針調(diào)到零刻度；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知：
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P位于C點(diǎn)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，額電功率：P_額=U_額I=4.5V×0.40A=1.8W；
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P位于D點(diǎn)時(shí)，接入電路中阻值為零，只有小燈泡接入電路，故電源電壓為：U=6V，
當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P位于A點(diǎn)時(shí)，接入電路中阻值最大，小燈泡兩端的電壓為U_L=2V，電路中電流為：I=0.20A，
滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為：U_R=U-U_L=6V-2V=4V，
電阻為：R=$\frac{{U}_{R}}{I}$=$\frac{4V}{0.20A}$=20Ω．
（3）滑片在A點(diǎn)時(shí)，小燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.20A}$=10Ω，
根據(jù)P_額′=I_額²R=（0.40A）²×10Ω=1.6W，
P_額′＜P_額，
產(chǎn)生這種差異的根本原因是小燈泡的電阻受溫變影響，小燈泡的電阻隨溫度變化而變化，電壓較低時(shí)，燈絲溫變低，測(cè)得的電阻偏�。�
故答案為：
（1）將電流表的指針調(diào)到零刻度；
（2）1.8；20；
（3）小燈泡的電阻隨溫度變化而變化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電流表的使用規(guī)則、燈絲電阻與溫度的關(guān)系、電功率的計(jì)算、串聯(lián)電路的特點(diǎn)等知識(shí)，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，要熟練掌握．