Question

在“測量小燈泡電功功率的實驗”中，小燈泡的額定電壓為3.8V．電阻大約為10Ω，電源電壓為6V且保持不變，其它器材如圖所示．實驗中小東發現電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．

（l）小東仍利用這些器材進行上面的實驗，設計連出了如上面的實物圖，但有一根導線連錯了，請幫他在連錯的導線上畫“×”，并連上正確的導線．同時在右側的方框內畫出所連實物的電路圖．
（2）實驗中有兩個可供選擇的滑動變阻器，分別為“5Ω 1A”和“10Ω 1A”，為了能順利完成實驗，應選擇______合適．
（3）實驗中小東測出了如下表的三組實驗數據，請你幫助計算出小燈泡的額定電功率．

從本次的實驗數據及現象分析，還能得出的結論有：（寫出一條）______．

Answer 1

解：（1）電源電壓U=6V，小燈泡兩端的電壓U_L=3.8V，小燈泡和滑動變阻器串聯分壓，因此滑動變阻器分擔的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．實驗中小東發現電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．故電壓表不能用來測量燈泡兩端的電壓，但可以用來測量滑動變阻器兩端的電壓，只要讓它的電壓為2.2V，就表示燈泡的電壓為3.8V．
故重新連接的實物圖和電路圖如下圖所示：

（2）電源電壓U=6V，小燈泡的額定電壓U_額=3.8V，小燈泡和滑動變阻器串聯，起分壓作用，故要求滑動變阻器能夠至少分擔U_滑=2.2V電壓，小燈泡的電阻R_L=10Ω．
根據串聯電路的分壓特點公式：=
=
滑動變阻器的最小阻值不得小于：
R_滑==5.8Ω
所以，“5Ω 1A”的滑動變阻器不符合要求．
故答案為：“10Ω 1A”
（3）從表中找出額定電壓U_額=3.8V，相對應的電流I=0.4A，根據公式計算出燈泡的額定功率：
P_額=U_額I=（6V-2.2V）×0.4A=1.52W
另外兩次的功率
P₁=U₁I₁=（6V-3V）×0.36A=1.08W
P₂=U₂I₂=（6V-1.5V）×0.43A=1.94W
然后根據三次功率值和對應的亮度的關系總結出結論：
燈泡的電功率越大，燈泡越亮．
故答案為：1.52W；燈泡的電功率越大，燈泡越亮．（或燈泡兩端的電壓越高，電流越大，燈泡的電功率越大）
分析：（1）小燈泡和滑動變阻器串聯分壓，因此滑動變阻器分擔的電壓U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．實驗中，小東發現電壓表的0～15V量程損壞，但0～3V的量程還可使用．故電壓表不能用來測量燈泡兩端的電壓，但可以用來測量滑動變阻器兩端的電壓，只要讓它的電壓為2.2V，就表示燈泡的電壓為3.8V．
（2）滑動變阻器在實驗電路中有兩個作用：一是保護電路的作用；二是調節小燈泡兩端的電壓的作用．滑動變阻器和燈泡串聯，有分壓作用，因此要選擇合適的滑動變阻器才能起到相應的作用．
（3）要計算燈泡的額定功率，必須和燈泡的額定電壓相對應，從表中找出額定電壓U_額和相對應的電流I，根據公式P_額=U_額I計算出燈泡的額定功率．根據表中數據和實驗現象總結出功率和亮度的關系．
點評：在本題目中，第②題中滑動變阻器的選擇是本題的難點，要根據串聯分壓的特點去分析．本題綜合性比較強，是中考的熱點題型，希望引起同學們的注意．