Question

几个同学在做“测定小灯泡额定功率”的实验时，电源电压为6.0V，小灯泡的额定电压为3.8V，阻值约为12Ω．如图甲所示是小勇同学连接的实物电路．

（1）请你在虚线框内画出该电路图．
（2）根据题目要求，把图甲中的电路补充完整．
（3）该实验的实验的原理是：________
（4）说明所需测量的物理量：①________；　②________；
（5）在正确连接电路时，开关必须________，滑动变阻器的滑片应移至________端．
（6）实验时，要使小灯泡正常发光，应调节滑动变阻器使电压表的示数为________V，若此时电流表的示数如图乙所示，那么小灯泡的额定功率是________W．
（7）小明同学在检查电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数且为6.0V，电流表示数为0，则产生这个故障的原因可能是________．
（8）排除故障后，调节滑动变阻器测得如表所示的五组数据．

	1	2	3	4	5
U/V	3.0	3.5	3.8	4.0	4.2
I/A	0.24	0.26	0.28	0.30	0.31
亮度	逐　渐　增　加

请你仔细分析实验数据和实验现象．回答以下问题：
（a）小灯泡亮度变化规律是________．
（b）除了表格中列出的数据和现象外，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

解：（1）①灯泡的额定电压为3.8V，因此电压表量程选择0～15V，电流从“+”接线柱流入从“-”接线柱流出；
②滑动变阻器要串联在电路中，接线柱选择要“一上、一下”．实物图如下
（2）画出电源符号，从正极开始，依次串联开关、滑动变阻器、电流表、灯泡符号，最后电压表串联在灯泡两端，如下图：

（3）该实验的原理：P=UI；
（4）由P=UI可得，需要测量灯泡两端的电压U，和通过灯泡的电流I；
（5）连接电路时，应将开关处于断开状态，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应滑到最大阻值处，应该在右端．
（6）当U=3.8V时，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，因此I=0.28A，灯的额定功率：
P=UI=3.8V×0.28A=1.064W．
（7）电流表示数接近零，说明电路断路，而电压表示数为电源电压，说明和电压表并联的灯泡发生了断路．
（8）（a）由表中可知：电压越大电流就越大，也就是就越大，灯泡就越亮．所以小灯泡的实际功率越大灯泡发光亮度就越强．
（b）灯丝发光越强，灯丝温度就越高，这时计算出的电阻就越大，这说明灯丝电阻受温度影响，温度越高电阻就越大．
故答案为（3）P=UI；（4）灯泡两端的电压U，通过灯泡的电流I；（5）断开，右；（6）3.8，1.064；（7）灯泡断路；
（8）（a）小灯泡的实际功率越大灯泡发光亮度就越强．（b）灯丝电阻受温度影响，温度越高电阻就越大．
分析：（1）测量小灯泡功率时，小灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电流表测量通过小灯泡的电流，电压表测量小灯泡两端的电压；
（2）由实物图画电路图：画出电源符号，从正极开始，按照电流方向依次连接各元件，到负极，电压表并联在灯泡两端．
（3）测定小灯泡额定功率的原理：P=UI；
（4）由P=UI进行分析即可得出；
（5）连接电路时，开关要处于断开状态，滑动变阻器要处于最大阻值处，这样都能起到保护作用；
（6）当灯两端的电压等于额定电压3.8V时，灯正常发光，依据所选量程读出电流表的示数，利用P=UI计算灯的额定功率；
（7）电流表示数几乎为零，说明电路断路，电压表示数为电源电压说明和电压表并联的灯泡发生了断路．
（8）（a）从表中发现电压越大电流越大，灯泡功率就越大，灯泡就越亮．
（b）灯泡在不同发光状态下的电阻值相差较大，灯泡越亮，阻值越大，说明温度越高电阻越大．
点评：（1）掌握电流表、电压表和滑动变阻器的正确使用，会根据实物图以及用电流流向法画电路图；
（2）对于故障问题，在连接好电路，刚刚闭合开关时，灯泡不亮，可能是电流太小，可能是灯泡断路或短路．
（3）熟练掌握欧姆定律和额定功率的计算．