Question

17．小宜同學(xué)做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，電源電壓恒定為6V，標(biāo)有“2.5V”字樣的待測小燈泡，正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω，所用滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“50Ω、1A”．
（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將甲圖中未完成的實(shí)物電路連接完整；
（2）閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片P至某一位置，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，其示數(shù)為2.3V，為了讓小燈泡正常發(fā)光，小宜應(yīng)該將變阻器滑片向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)；

（3）小宜同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中為了能得到比較準(zhǔn)確的小燈泡的額定功率，改變接入電路的滑動(dòng)變阻器的阻值，分別得到三組數(shù)據(jù)，如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	功率/W	額定功率/W
1	2.0	0.18	0.36	P額=$\frac{0.36+0.60+0.78}{3}$=0.58
2	2.5	0.24	0.60
3	3.0	0.26	0.78

你認(rèn)為小宜求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的，正確的測量結(jié)果是P_額=0.60W．
（4）在某次調(diào)解中，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小了△R₁，小燈泡的阻值變化了△R₂，則△R_1大于△R₂（選填“大于”、“小于”或“等于”））
（5）另外一位同學(xué)還想探究電流與電阻的關(guān)系，于是將甲圖中的小燈泡換成定值電阻R，并使電壓表的示數(shù)始終保持2V不變，多次更換阻值不同的定值電阻R，記錄各次電流表的示數(shù)，在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻有5Ω變?yōu)?0Ω后，為了探究上述問題，他應(yīng)該采取的唯一操作是C
A、保持變阻器滑片不動(dòng)B、將變阻器滑片適當(dāng)左移
B、C、將變阻器滑片適當(dāng)右移D、將電池節(jié)數(shù)增加
（6）在不更換其他器材的情況下，為能夠完成實(shí)驗(yàn)，他更換的定值電阻R不能大于25Ω．

Answer 1

分析 （1）求出燈正常工作時(shí)的電流大小確定電流表的量程，變阻器接線柱按一上一下原則與電流表串聯(lián)接入電路中；
（2）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)和分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（3）燈泡在不同電壓下的電功率不同，燈在額定電壓下的功率為額定功率，求電功率的平均值無意義；
（4）通過對(duì)滑動(dòng)變阻器電阻、燈泡電阻、總電阻變化情況分析的出結(jié)論．
（5）根據(jù)控制變量法分析；
（6）燈泡的燈絲電阻受溫度影響，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律分析答題

解答 解：
（1）正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω，電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表選用0～0.6A量程；滑動(dòng)變阻器一上一下與電流表串聯(lián)接入電路，如下圖所示；

（2）電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為2.3V；小于燈的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.3V增大到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)，應(yīng)減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，滑動(dòng)變阻器連入電路中的電阻要減小，滑片向左端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（3）燈泡的電壓不同，電流不同，功率不同，額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，將不同電壓下不同的電功率取平均值是沒有意義的，也是錯(cuò)誤的．額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，由表格知，燈泡在額定電壓2.5V下的額定功率為0.60W；
（4）滑動(dòng)變阻器電阻變小時(shí)，燈泡兩端電壓增大，電流也增大，燈泡電阻變大，總電阻變�。�根據(jù)R=R_滑+R_燈．只有當(dāng)R_滑的減小量大于R_燈的增加量才會(huì)讓總電阻變�。�
（5）電流與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制電阻兩端的電壓不變，當(dāng)A、B兩點(diǎn)間的電阻有5Ω變?yōu)?0Ω后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大，為了控制電壓表不變，應(yīng)減小電壓表的示數(shù)，減小電路中的電流，即增大滑動(dòng)變阻器的電阻，滑片應(yīng)向右移動(dòng)，故選C；
（6）小燈泡換成定值電阻R，是因?yàn)闊艚z電阻會(huì)受溫度影響；電源電壓為6V，電阻兩端電壓為2V，滑動(dòng)變阻器分壓為6V-2V=4V，定值電阻兩端電壓的是變阻器電壓的$\frac{1}{2}$，據(jù)分壓原理，定值電阻阻值的大小為滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值的$\frac{1}{2}$，因滑動(dòng)變阻器最大阻值為50歐姆，因此定值電阻最大阻值為$\frac{1}{2}$×50Ω=25Ω，即更換的定值電阻R的阻值不能大于25Ω．
故答案為：（1）見上圖；（2）2.3；左；（3）錯(cuò)誤；0.60；（4）大于；（5）C；（6）25．

點(diǎn)評(píng) 本題測燈的電功率以，考查了電路連接、故障分析、電表讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、求功率、數(shù)據(jù)的處理等問題，并考查了探究電流與電阻的關(guān)系實(shí)驗(yàn)對(duì)器材的要求及控制變量法的運(yùn)用支．