Question

小明在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：6V蓄电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（50Ω、1.5A）、额定电压为2.5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．

（1）小明在实验中电流表应该选择

 

的量程．
（2）他连接的实物电路如图所示，请你在虚线框内画出该电路图．
（3）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到

 

（填写“C”或“D”）端．
（4）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的

 

和

 

．（填写序号）
A、小电灯短路             B、小电灯的灯丝断了
C、小电灯的灯座接触不良   D、电压表的正、负接线柱接反
E．变阻器滑片放在了最小阻值处
（5）排除故障后，调节滑动变阻器测得如表所示的三组数据．则小电灯的额定功率为

 

W．

实验次数	1	2	3
电压U/V	2.0	2.5	2.8
电流I/A	0.30	0.36	0.38

（6）小明发现，由表中数据计算可知：小电灯亮度不同时灯丝的电阻不相等．你认为造成这种结果的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）将小灯泡上的额定电压和电阻代入公式I=

U额

R

可以算出其额定电流，然后将其与0.6A进行比较，若小于0.6A就用小量程，若大于0.6A就用大量程；
（2）分析实物图中电流路径以确定电路元件之间的连接方式，然后由电流路径画电路图．
（3）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，所以滑片应处在远离线圈上有接线柱的那端；
（4）电压表的示数为6V，说明电压表接在电源两端，即灯泡断路或滑动变阻器接入电路的阻值为0．
（5）灯泡两端的电压等于2.5V时，灯泡的实际功率等于额定功率．
（6）根据影响灯泡电阻的因素可知，由于灯泡的长度、材料、横截面积都不变，所以灯泡电阻改变的原因是温度的变化．

解答：解：（1）电路中最大电流约为I=

UL

RL

=

2.5V

7Ω

=0.36A＜0.6A，所以电流表应选用0～0.6A的量程；
    （2）用电压表测出灯泡两端电压，用电流表测出通过灯泡的电流，由公式P=UI计算灯泡的电功率；
    （3）因为在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，所以应把滑动变阻器滑片移到C端；
    （4）因为电压表有示数，所以电压表与电源形成通路，而电流表无示数，说明电路中有断路，故与电压表并联的那部分电路断路；  
    （5）因为U_额=2.5V，由表格中数据可知，当U=2.5V时I=0.36A，所以P_额=UI=2.5V×0.36A=0.9W；
    （6）由于电流的热效应，当有电流通过灯丝时，灯丝的温度会升高，电阻会变大．
故答案为：（1）0～0.6A；
（2）电路图如图所示

（3）C；（4）B，C；（5）0.90；（6）灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评：本题考查了电压表和滑动变阻器的使用方法及用伏安法测灯泡的额定功率．只有当灯泡两端的实际电压等于其额定电压时，灯泡才会正常发光，额定功率等于其实际功率．