Question

如图所示，在“测量小灯泡的电功率”的实验中．所用器材有：标有 “3.8V”字样的待测小灯泡、电压恒为6V的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表(量程为0～0.6A、0～3A)、电压表(量程为0～3V、0～15V)、开关及导线若干．

(1)某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成      ．（填选项前的字母）

A．电流表烧坏    B．电压表烧坏

C．小灯泡烧坏    D．小灯泡不亮

(2)另一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，小灯泡不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：      ．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到小灯泡闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：                              ．

(3)小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．

①通过上表数据，可算得小灯泡的额定功率为    W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：      ；

②当小灯泡正常工作时，接入电路中的滑动变阻器的阻值为      Ω．

③将两个这样的相同规格的小灯泡串联后直接接在6V电源的两端，两灯消耗的总功率为      W．

(4)若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，其它器材不变，如何测出小灯泡的额定功率？（不需画图）在此电路下，若小灯泡两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范围应为      Ω～      Ω．（结果保留一位小数）

 

Answer 1

【答案】

（1）D；（2）小灯泡断路；闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处（3）①1.14W②7.3Ω③1.5W；（4）4.7Ω～12Ω；

【解析】

试题分析：：（1）把电流表与电压表的位置交换连接了，电路断路，电路电流为零，电流表与小电灯不会烧坏，小电灯不亮，由于电源电压是6V，小于电压表量程0～15V，因此电压表不会烧坏，所以闭合开关后会造成的现象是：D小电灯不亮；

（2）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数；经检查，导线连接完好，则电路故障是：小灯泡断路；排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；

（3）①由表中数据知，灯泡额定电压U=3.8V对应的电流I=0.3A，则灯泡的额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；由表中数据及R=U/ I 可知，随小电灯电压的增大，小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高，由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大；

②小电灯正常发光时，电压为额定电压U_灯=3.8V，由表中数据知，此时电路电流I=0.3A，由串联电路特点知，滑动变阻器两端电压U_滑=U-U_灯=6V-3.8V=2.2V，

此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑=U_滑/ I ═2.2V /0.3A ≈7.3Ω；

③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，每个灯两端的电压是3V，由表中数据知，电路电流I=0.25A，则两灯消粍的总功率P=UI=6V×0.25A=1.5W；

（4）电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端，a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为6V-3V=3V，由表中数据知，电流为0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑1=3V/ 0.25A =12Ω；b、当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为0.32A，此时滑动变阻器两端电压为6V-4.5V=1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值R_滑2=1.5V /0.32A ≈4.7Ω；则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω～12Ω；

考点：探究用电器的电功率实验