Question

一只額定電壓是6V的小燈泡，其正常工作時(shí)通過的電流約為0.3A．小明想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為12V）、電流表、電壓表、開關(guān)各一只，三只規(guī)格分別為“20Ω 1A”“50Ω　0.5A”和“100Ω 0.2A”的滑動(dòng)變阻器，導(dǎo)線若干．
（1）小明設(shè)計(jì)了圖所示電路圖，你認(rèn)為應(yīng)選用規(guī)格為 ______的滑動(dòng)變阻器．

（2）圖中已連接了部分電路．請(qǐng)你根據(jù)電路圖，將電路連接完整．

（3）小明正確選擇了滑動(dòng)變阻器，將圖的電路補(bǔ)充連接后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零）且小于6V．具體原因是 ______．

（4）小明排除故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電壓表的示數(shù)為6V時(shí)，電流表的示數(shù)如圖所示，通過小燈泡的電流為 ______A，小燈泡的額定功率是 ______W．

（5）做完實(shí)驗(yàn)后，小明將測(cè)燈泡實(shí)際功率實(shí)驗(yàn)與以前做過的測(cè)某一固定電阻阻值的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多相似的地方，也有不同之處．請(qǐng)你寫出一個(gè)不同之處：______．
（6）小明根據(jù)測(cè)量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖所示．

結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比，這是因?yàn)?______．

Answer 1

解：（1）燈泡正常工作電流為0.3A，所以滑阻“100Ω 0.2A”不適合，又因?yàn)闊襞蓦娮铻?0Ω，和“20Ω 1A”的最大電阻相等，這樣滑阻最大阻值接入電路才能分擔(dān)6V電壓，起不到改變電壓的作用，故應(yīng)選“50Ω 0.5A”這一個(gè)．
（2）滑阻上面接線柱沒連入電路，電壓表要并聯(lián)入電路．

（3）發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，說明電流很小電路電阻很大，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零），說明滑阻阻值不變，起不到改變電流的作用，所以判斷滑阻是以定值電阻的形式接入電路．
（4）根據(jù)電流表量程和分度值可知I=0.32A，則功率P=UI=0.32A×6V=1.92W
（5）電功率多次測(cè)量的目的是探討燈泡明暗的決定因素，而測(cè)量定值電阻時(shí)多次測(cè)量是要取平均值，減小測(cè)量誤差．
（6）燈絲的電阻隨溫度變化，當(dāng)電壓變大電流變大時(shí)，燈泡亮度變亮，這時(shí)溫度升高，電阻阻值變大，造成電流升高變慢，所以不是直線．
故答案為：（1）“50Ω 0.5A”；（2）如上圖；
（3）滑阻是以定值電阻的形式接入電路；（4）0.32A、1.92W；
（5）多次測(cè)量是否要取平均值；（6）燈絲的電阻隨溫度變化．
分析：（1）要從滑阻允許通過的最大電流和所能分擔(dān)的最大電壓來分析三個(gè)滑阻是否合適．
（2）滑阻和電壓表還沒有完全接好，要根據(jù)滑阻和電壓表的使用原則把它兩個(gè)接入電路．注意導(dǎo)線不能交叉．
（3）發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光較暗，電流表有示數(shù)，說明電流很小電路電阻很大，任意移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，電壓表示數(shù)不變（示數(shù)不為零），說明滑阻阻值不變，起不到改變電流的作用，所以判斷滑阻是以定值電阻的形式接入電路．
（4）根據(jù)電流表所接的量程和指針位置讀出電流值，然后用公式P=UI計(jì)算就可．
（5）測(cè)量電功率時(shí)不用求平均功率，而對(duì)于定值電阻的測(cè)量需要多次測(cè)量求平均值．
（6）圖象不是直線而且電流隨電壓的變大而增長的速度變慢，可判斷溫度升高后電阻變大，造成電路增長變慢，圖象不再是直線．
點(diǎn)評(píng)：這時(shí)一道考查知識(shí)很全面的實(shí)驗(yàn)題，要對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)分析，包括滑阻使用、功率計(jì)算、滑阻選擇、實(shí)驗(yàn)影響因素等．