Question

7．小鷺利用電流表和電阻箱測(cè)量小燈泡的功率，設(shè)計(jì)并連接了如圖1所示的部分實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請(qǐng)你添加一條導(dǎo)線，將圖1所示的實(shí)物圖補(bǔ)充完整，并使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移時(shí)接入電路的阻值變大
（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂扳向1（選填“1”或“2”），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I₁，如圖2所示，I₁=0.2A．
（3）將開(kāi)關(guān)S₂扳向另一端，保持滑動(dòng)變阻器的阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I₁
（4）若此時(shí)R=7.0Ω，小燈泡的實(shí)際功率P₁=0.28W
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，以下關(guān)于額定功率P₀與實(shí)際功率P₁的數(shù)值關(guān)系，你認(rèn)為最有可能的是D
A．P₀=2P₁   B．P₀=3P₁   C．P₀=4P₁   D．P₀=5P₁．

Answer 1

分析 變阻箱連入電路的電阻可讀出，利用單刀雙擲開(kāi)關(guān)使燈泡與滑動(dòng)變阻器分別串聯(lián)電路中電流相等時(shí)，燈泡燈絲的電阻與變阻箱連入電路的電阻相等，電流相等時(shí)，燈絲電阻值與變阻箱相等，可利用P=I²R計(jì)算功率；
由于燈泡的阻值不是定值，會(huì)隨溫度的升高而變大，所以，根據(jù)P=I²R分析額定功率P₀的變化．

解答 解：
（1）單刀雙擲開(kāi)關(guān)應(yīng)控制燈泡與變阻箱分別與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移時(shí)接入電路的阻值變大
則應(yīng)將變阻器滑片左邊的電阻連入電路，即將A接線柱與開(kāi)關(guān)右邊連接，如圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂扳向“1”，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，如圖所示，電流表量程為0.6A，則電流表示數(shù)為I₁=0.2A；
（3）將開(kāi)關(guān)S₂扳向“2”，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱連入電路的阻值，當(dāng)電流表示數(shù)為I₁時(shí)，此時(shí)電阻箱連入電路的電阻與上次實(shí)驗(yàn)中電流為I₁時(shí)燈絲電阻相同；
（4）燈絲中電流為I₁時(shí)阻值一定為R，若此時(shí)R=7.0Ω，則小燈泡的實(shí)際功率：P_實(shí)=I₁²R=（0.2A）²×7Ω=0.28W；
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，假設(shè)燈泡的阻值不變，則P_額=I₀²R=（2I₁）²R=4I₁²R=4P₁．
由于燈泡的阻值不是定值，會(huì)隨溫度的升高而變大，所以，當(dāng)燈泡在正常工作時(shí)，燈泡的阻值變大，則額定功率P₀＞P_額=4P₁，故以下最有可能的額定功率值時(shí)5是5P₁．故選D．
故答案為：（1）如圖所示；（2）1；0.2；（3）滑動(dòng)變阻器；電阻箱；（4）0.28；（5）D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了用非常規(guī)的方法測(cè)量燈泡的電功率，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表，利用了串聯(lián)電路阻值特點(diǎn)，用變阻箱的特點(diǎn)巧妙地獲得了燈絲的電阻，進(jìn)而計(jì)算功率．