Question

20．在測定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示電路圖：
（1）電路圖中的電表①應(yīng)是電流表，②應(yīng)是電壓表．
（2）如果小燈泡的額定電壓為2.5V，則電源最少應(yīng)有2節(jié)干電池組成．滑動變阻器的作用①保護(hù)電路②改變燈泡兩端電壓．
（3）在連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到變阻器的b端．
（4）如圖所示，發(fā)現(xiàn)燈泡較暗，電壓表的示數(shù)是1.2V時，應(yīng)把變阻器的滑片向a移動．
（5）若估計(jì)小燈泡的電阻約為8Ω，電源是由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成，那么電流表的量程應(yīng)選0-0.6A，電壓表的量程應(yīng)選0-3V．
（6）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.9V時，小燈泡的實(shí)際功率比額定功率大，小燈泡的亮度比正常時要亮些（填“暗”或“亮”）．
（7）某同學(xué)測得以下三組數(shù)據(jù)，請你算出額定功率值，并填入空格處．

次數(shù)	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）
1	1.5	0.3	0.45
2	2	0.4	0.8
3	2.5	0.5

觀察上表你有何新發(fā)現(xiàn)？答：燈泡實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大．
（8）實(shí)驗(yàn)小組正確連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表和滑動變阻器都正常工作，燈泡能發(fā)光，但無論怎樣移動滑動變阻器的滑片P，電壓表示數(shù)都低于2.5V，其原因可能是電源電壓太低．
（9）李明同學(xué)在做這個實(shí)驗(yàn)時，當(dāng)他連完最后一根導(dǎo)線時，電壓表立即偏轉(zhuǎn)到最大位置，他的實(shí)驗(yàn)有何不妥？
①連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；②滑動變阻器滑片沒有位于最大阻值處；
（10）在測定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中要多次測量是為了B
A．減小誤差         B．尋找規(guī)律．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表是串聯(lián)使用、電壓表是并聯(lián)使用分析電表的位置；
（2）一節(jié)干電池的電壓為1.5V，根據(jù)電源的電壓應(yīng)大于小燈泡的額定電壓可知需要干電池的節(jié)數(shù)；
滑動變阻器在電路中的作用：保護(hù)電路；改變電路中的電流；
（3）為防止電路中電流過大燒壞用電器，在連接電路時開關(guān)要斷開，閉合開關(guān)時滑動變阻器處于最大阻值處；
（4）要測燈泡的額定功率，燈泡要在2.5V下工作，要使燈泡電壓由1.2V增大到2.5V，需要增大電路電流，減小電路電阻，減小滑動變阻器連入電路的阻值；
（5）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值并確定電流表的量程；
（6）燈絲電阻不變，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知燈泡實(shí)際功率與額定功率之間的關(guān)系，進(jìn)一步根據(jù)燈泡的亮暗取決于實(shí)際功率的大小可知燈泡亮暗的變化；
（7）在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出燈泡額定電壓下的電流，利用公式P=UI得到額定功率；
將不同功率與電壓大小對比得出結(jié)論；
（8）一切器材連接正確，都正常工作，燈泡電壓低于2.5V，原因是電源電壓太��；
（9）電路連接過程中，開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片要位于最大阻值處；
（10）測量性實(shí)驗(yàn)為了減小誤差或者尋找規(guī)律進(jìn)行多次測量，如果物理量是個恒量，多次測量求平均值可以減小實(shí)驗(yàn)誤差；如果不是測量具體的物理量，而是尋找規(guī)律也采取多次測量，尋找普遍性．

解答 解：
（1）與燈泡串聯(lián)在電路中的①電表應(yīng)該為電流表，如果是電壓表，則電路斷路；并聯(lián)的②應(yīng)該是電壓表，如果是電流表，則燈泡被短路；
（2）2節(jié)干電池組成的電源電壓為2×1.5V=3V＞2.5V，故額定電壓為2.5V的小燈泡至少需要2節(jié)；
在測量燈泡功率過程中，滑動變阻器有兩個作用：①保護(hù)電路；②改變燈泡兩端電壓；
（3）在連接器材時，為保護(hù)電路，開關(guān)要斷開，滑動變阻器應(yīng)處于最大阻值處的b（或右）端；
（4）測燈泡的額定功率，燈泡需在額定電壓下工作，燈泡電壓要從1.2V增大到2.5V，電流要增大，電路總電阻要減小，滑動變阻器電阻要減小，滑片向a端移動；
（5）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V；燈泡額定電流約為$\frac{2.5V}{8Ω}$=0.3125A，故電流表的量程為0～0.6A；
（6）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，燈泡電阻不變，燈泡兩端的實(shí)際電壓大于額定電壓時，實(shí)際功率大于額定功率，燈泡要比正常發(fā)光更亮一些；
（7）燈泡額定電壓為U=2.5V，通過燈泡的電流為I=0.5A，燈泡額定功率為P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；
比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，燈泡兩端電壓越大，實(shí)際功率越大．所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：燈泡實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大；
（8）一切器材連接正確，正常工作，移動滑片，燈泡兩端電壓都低于2.5V，是因?yàn)殡娫措妷禾�低�?br />（9）連完最后一根導(dǎo)線時，電壓表立即偏轉(zhuǎn)到最大位置，說明連接過程中開關(guān)沒有斷開，是閉合狀態(tài)；
電壓表立即偏轉(zhuǎn)到最大位置，說明燈泡兩端電壓最大，原因是滑動變阻器接入電路電阻最小，滑片沒有位于最大阻值處；
（10）測量燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)是為了研究功率與電壓、電流的關(guān)系，因此多次測量是為了尋找普遍規(guī)律．故選B．
故答案為：
（1）電流表；電壓表；（2）保護(hù)電路；改變燈泡兩端電壓；（3）斷開；b；（4）a；（5）0-0.6A；0-3V；（6）大；亮；（7）1.25；燈泡實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大；（8）電源電壓太低；（9）連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；滑動變阻器滑片沒有位于最大阻值處；（10）B．

點(diǎn)評 本題考查了電表的正確使用、電流表的讀數(shù)、歐姆定律的應(yīng)用、電路故障和電路現(xiàn)象的判斷等，涉及的知識點(diǎn)都是伏安法測燈泡功率實(shí)驗(yàn)�？嫉膬�(nèi)容，也是需要我們重點(diǎn)掌握的內(nèi)容．