Question

在“测小灯泡电功率”的实验中，实验室为每个小组提供的器材有：电压恒为5v的电源一个，电流表（0~0.6A、0~3A）、电压表（0~3V、0~15V）各一个，开关一个，标有“20 Ω lA”的滑动变阻器一个，导线若干，额定电压为3、8V小灯泡一个。实验前电压表与电流表均已调零。第一小组的同学实验时按如图甲所示方式连接电路。

(1)连接电路时，开关应____   。（选填“闭合”或“断开”）。

(2)开关闭合前，应把滑动变阻器的滑片调到____。（选填“A”或“B”）端。

(3)闭合开关，发现小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，则故障原因可能是_________。

(4)排除故障后，调节滑片到某一位置时，灯恰好正常发光。此时电流表的示数如图乙，则通过小灯泡的电流为_____A，小灯泡的额定功率为____W。

(5)该小组的同学们经过多次实验，记录了多组电压与电流值，并绘出如图丙所示图象。通过分析图象，发现小灯泡灯丝电阻是变化的，这是由于_________________。

(6)第二小组的同学在实验中发现，本组的电压表0~15V的量程已损坏，而0~3V的量程可以使用。经过研究设计了如图丁所示电路，完成了小灯泡功率的测量。实验时，调节滑动变阻器的滑片，当电压表的示数为____V时，小灯泡正常发光。

(7)第二小组的同学在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值。滑动变阻器接入电路的阻值范围为__________。

Answer

断开 A 小灯泡短路 0.4 1.52 灯丝电阻随温度而改变 1.2 3Ω~12Ω

【解析】

测小灯泡的电功率实验中：

(1)连接电路时，开关应断开。

(2)闭合开关前应将滑动变阻器的滑片调到阻值最大位置，滑片远离下接线柱时阻值最大，所以应调到A端。

(3)电流表有示数，说明电路是连通的，小灯泡不发光，电压表无示数，则故障原因可能是小灯泡短路。

(4)电流表示数如图乙，通过小灯泡的电流为0.4A，小灯泡的额定功率：

P额=U额I=3.8V×0.4A=1.52W。

(5)通过分析图象，发现小灯泡灯丝电阻是变化的，这是由于灯丝电阻随温度而改变 。

(6)实验中电压表0~15V的量程已损坏，而0~3V的量程可以使用。如图丁所示电路，将电压表并联在滑动变阻器两端，根据串联电路的电压关系，当电压表的示数为5V-3.8V=1.2V时，小灯泡两端电压为3.8V，小灯泡正常发光。

(7)在实验过程中，为保证电表不超量程，小灯泡不超额定值。当电压表示数为3V时，小灯泡两端电压为2V，由图丙知电路中电流为0.25A，则滑动变阻器接入电路的阻值最大 ：

Rmax=U/I=3V/0.25A=12Ω；

当小灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为1.2V，电路中电流为0.4A，则滑动变阻器接入电路的阻值最小：

Rmin=U/I=(5V-3.8V）/0.4A=3Ω，

滑动变阻器接入电路的阻值范围为3Ω~12Ω。