Question

【题目】某小组同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验，被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω。实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0~0.6A 0~3A）、电压表（0~3V 0-15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R1（5Ω 0.5A）、R2（30Ω 0.5A）、R3（500Ω 1A），同学们设计的电路如图.

（1）如图甲是小聂画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图乙中未完成的电路连接好，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉；

（____________）

（2）滑动变阻器应选用_________ （选填“R1”“R2”或“R3”）；

（3）连接好电路，正确操作，移动滑动变阻器的滑片P，小婕发现灯泡忽亮忽暗，则故障可能____；

A.滑动变阻器滑片接触不良 B.小灯泡短路

C.滑动变阻器短路 D.滑动变阻器断路

（4）下表为该小组的实验记录分析表：

实验序号	电压表示数/V	电流表示数/A	功率/W	额定功率/W
1	3.0	0.36	1.08	P额==1.50
2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

鄢老师认为该小组的数据处理过程有错误，你认为错误之处是________，正确的测量结果是_________W；

（5）聪明的小川同学在进行实验时发现灯丝的电阻随温度的升高而增大，当小灯泡两端电压为额定电压一半时小灯泡的功率为P1，当通过小灯泡的电流为额定电流的一半时小灯泡的功率为P2，则P1_________P2（选填“大于”、“等于”、“小于”）；

（6）同组的小杨有一个小灯泡，但是小灯泡上所标额定电压模糊不清（如图），已知小灯泡的额定功率在不超过1W，为了得到该小灯泡的额定功率，小杨经过思考后利用手中的器材进行了如下实验

更换电源（电压为1.5V的整数倍且保持不变），将小灯泡重新连接电路进行实验，移动变阻器的滑片使电压表的示数分别为3.5V、3.2V和3V，并记录相应的电流表示数。实验数据如下表所示。根据以上信息求解：

①小杨所用的电源电压U=_________V；②灯泡的额定功率为_________ W.

实验序号	电压U/V	电流I/A
1	3.5	0.30
2	3.2	0.31
3	3	0.32

Answer 1

【答案】 R2 A 取不同电压下的功率的平均值 1.52 大于 6 0.75

【解析】

(1)[1]根据题意知道，滑动变阻器右下方接线柱与灯泡串联，电路如下：

(2)[2]灯泡的额定电压为3.8V，灯泡正常工作时，电路电流约是：

，

则滑动变阻器两端电压是：

U′=U-UL =6V-3.8V=2.2V。

滑动变阻器电阻是：

，

所以，“5Ω 0.5A”滑动变阻器的电阻太小，“500Ω 1A”滑动变阻器的电阻太大，不能满足实验需要，即选择“30Ω 0.5A”的滑动变阻器R2；

(3)[3]连接好电路，正确操作，移动滑动变阻器的滑片P，发现灯泡忽亮忽暗，则说明故障可能滑动变阻器滑片接触不良，故A符合题意；

(4)[4]由于灯泡的实际功率不是定值，所以，不能通过求平均值的方法来求功率；该小组数据处理过程是错误的；

[5]额定功率等于灯泡正常工作时的实际功率，即实际电压为3.8V时的实际功率1.52W

(5)[6]由于灯泡电阻随温度升高而增大，由知道，灯泡实际电压为其额定电压一半时，它的实际功率P1＞P额，由P=I2 R知道，实际电流等于额定电流一半时，实际功率P2 ＜P额 ，即P1 大于P2；

(6)[7]由欧姆定律U=IR知道，当电路的电流变大时，灯的电压变大，由串联电路电压的规律知道，变阻器的电压变小，由表中数据知道，电压表示数越小，而电流越大，说明电压表并联在变阻器的两端了；同组的小杨有一个小灯泡，但是小灯泡上所标额定电压模糊不清（如图丙），但可知灯的额定电流为0.3A，灯的额定电压小数部分为5；又因为小灯泡的额定功率不超过1W，由P=UI知道，灯的额定电压是：

；

即灯的额定电压小于3.3V，由于灯的额定电压小数部分为5，故灯泡的额定电压可能为0.5V、1.5V、2.5V；由于电源电压为1.5V的整数倍且保持不变，故电源电压可能为4.5V和6V；

若电源电压为4.5V，由串联电路电压的规律知道，灯的第一次电压是：

4.5V-3.5V=1V，

同理，第二、三次的电压为1.3V和1.5V，由题意知道，当灯的电压为1V时，电流为额定电流0.3A，故灯泡的额定电压不可能为0.5V和1.5V；

若电源电压为6V，由串联电路电压的规律，灯的第一次电压为：

6V-3.5V=2.5V，

同理，第二、三次的电压为2.8V和3V，由题意知道，灯的额定电压可能为2.5V（3V、2.8V都大于2.5V）；

综上所述，电源电压只能为6V，灯的额定电压只能为2.5V，灯的额定电流为0.30A；

[8]由知道，灯的额定功率是：

P=UL IL =2.5V×0.3A=0.75W。