Question

在“測定燈泡的電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω，有兩個規格分別為“10Ω  1A”“20Ω 1A”滑動變阻器供選擇．如圖是小華同學沒有連接完的實物電路．
（1）滑動變阻器應該選擇規格為

 

的，請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整．要求：滑動變阻器滑片P向右移動，燈泡變亮．
（2）連接好電路，閉合開關時，發現小電燈不發光，電壓表和電流表示數均不為0，其原因可能是：

 

，接下來操作是：

 

．
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到圖中位置，電壓表示數為1.8V，要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向

 

（左/右）端滑動；
（4）調節滑動變阻器測得如表中所示的三組數據，則小電燈的額定功率為

 

W；
（5）小明發現，由表中數據計算可知：小電燈亮度不同時燈絲電阻不相等，你認為造成這種結果的原因是

 

．

實驗次數	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	2.8
電流I/V	0.30	0.36	0.38

Answer 1

分析：（1）計算出燈泡正常發光時所需滑動變阻器的阻值便可進行判斷；
滑動變阻器應串聯在電路中，滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數變大，則滑動變阻器的阻值應變小，從而可確定下面所接的接線柱；
根據燈泡正常發光時的電流值確定電流表的量程；
（2）燈L 不發光，可能是燈泡短路、斷路或實際電功率太小造成，電流表、電壓表有示數，從而判斷出具體的故障；
（3）根據串分壓的知識，要增大燈泡兩端的電壓，則應減小滑動變阻器的阻值；
（4）根據表格中數據確定燈泡的額定電壓和電流，根據P=UI計算出其電功率；
（5）根據燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點進行分析．

解答：解：（1）燈泡正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=6V-2.5V=3.5V；
則R_滑=

U滑

I

=

3.5V

0.3A

≈12Ω
“10Ω 1A”的阻值太小，因此應選“20Ω 1A”的滑動變阻器．
滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數變大，則滑動變阻器的阻值變小，下面應接右邊的接線柱；
燈泡正常發光時的電流大約為I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，所以電流表應選擇0～0.6A的量程，如圖所示：

（2）燈L不發光，電流表有示數，則可排除斷路；電壓表有示數，則可排除燈泡短路；可知燈泡不發光是由于滑動變阻器的阻值太大，電路中的電流太小，使得小燈泡的實際功率太小引起的，為使燈泡發光，可移動滑動變阻器的滑片，減小滑動變阻器的阻值；
（3）小燈泡兩端的電壓達到1.8V，低于其額定電壓，所以要使燈泡正常發光，應使燈泡兩端的電壓達到2.5V，應減小滑動變阻器的阻值，將滑片向右端移動；
（4）由表格中數據知，當U=2.5V時，I=0.36A，所以P=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，小電燈亮度不同時溫度不同，所以燈絲電阻不相等．
故答案為：（1）“20Ω 1A”；見上圖；（2）燈泡的實際功率太小；移動滑片減小滑動變阻器的阻值；（3）右；（4）0.9；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，小電燈亮度不同時溫度不同．

點評：本題考查了滑動變阻器的連接和電流表的讀數以及電功率的簡單計算，其中判斷燈泡不發光的原因及選擇滑動變阻器的規格是本題的難點，同時要學會從測量數據中提取有關的信息，要計算燈泡的額定功率，需確定其額定電壓和電流．