Question

9．物理小組利用如圖所示的實驗電路測量小燈泡的額定功率，已知待測小燈泡額定電壓為4.5V；小燈泡額定功率約為1W，電源電壓恒為6V．

（1）小劉同學連接的實驗電路如圖甲所示，閉合開關，小燈泡發光．他將滑動變阻器的滑片從最左端向右移動過程中，小燈泡的亮度不變（填“變亮”“變暗”或“不變”），滑動變阻器連接出現了短路（填“斷路”或“短路”）故障．仔細檢查電路后，小組成員小宇、小新同學認為要完成本實驗，需要對小劉連接的電路進行改正．
小宇認為：“只需要將甲圖中導線①在C接線柱的連接改接到B接線柱處”；
小新認為：“只需要將甲圖中導線②在C接線柱的連接改接到B接線柱處”．
你認為小新（填“小宇”“小新”或“小宇和小新”）的觀點是正確的．
（2）①改成正確的電路連接后，移動滑動變阻器的滑片，當電壓表示數為4.5V時．電流表示數如圖乙所示，電流表的示數為0.22A，小燈泡額定功率的測量值0.99W．
②若該小燈泡被燒壞了，斷開開關后（滑動變阻器滑片位置不變），物理小組用規格為“4.5V、1.5W”的小燈泡替換已燒壞小燈泡．當再閉合開關后，該小燈泡的功率＜（填“＞”“＜”或“=”）1.5W，為使其兩端電壓達到額定電壓，應讓滑動変阻器的滑片向B端移動（填“位置不變”、“向A端移動”或“向B端移動”）．

Answer 1

分析 （1）據實物圖的連接，分析可知，此時變阻器被短路，即移動滑片，燈泡亮度不變，故應該從讓變阻器接入電路的角度考慮，且讓電壓表必須測量小燈泡的電壓，而不能測量總電壓；
（2）①據電流表的量程，判斷出分度值，而后讀出電流表的示數，據P=UI可以計算出電功率；
②計算所換的燈泡的電阻值，與原燈泡的電阻相比較，再根據串聯分壓，可判斷滑片的移動情況；

解答 解：（1）據實物圖的連接，分析可知，此時變阻器被短路，即移動滑片，燈泡亮度不變，故應該從讓變阻器接入電路的角度考慮，且讓電壓表必須測量小燈泡的電壓；故小宇的方案可以讓變阻器接入電路，但此時電壓表測量的是變阻器和燈泡的總電壓，故不合理；小新的方案可以讓變阻器串聯接入電路，且電壓表測量小燈泡的電壓，故該方案合理；
（2）①讀圖可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數為0.22A，則小燈泡額定功率的測量值為P_額=U_額I′=4.5V×0.22A=0.99W．
②由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，R=$\frac{{U}^{2}}{P}$，額定電壓不變，新更換小燈泡的額定功率變大，則電阻變小，
由串聯分壓可知，同等情況下其分壓較小，閉合開關后，為使其兩端電壓達到額定電壓，應讓滑動變阻器的滑片向B端移動，以減小變阻器的阻值，減小變阻器的分壓．
故答案為：（1）不變；短路；小新；（2）①0.22；0.99；②＜；向B端移動．

點評 本題考查了測量小燈泡的額定功率實驗中，電路的連接、故障的判斷、元件的選擇、數據的計算等，綜合性強，有一定難度．