Question

小明在“测小灯泡的电功率”的实验中，正确连接如图所示电路。闭合开关后，逐渐向同一个方向调节滑动变阻器的滑片，部分实验数据和现象如下表。

次数	电压表示数/V	电流表示数/A	灯泡亮度
1	1	0.1	不亮
2		0.3	正常发光
3	8	0	不亮

(1)开关闭合前，滑片应置于_____ （选填“A”或“B”）端，第1组数据中，小灯泡不发光的原因是_____；

(2)分析表中实验数据可知，所用电源电压为_____ V。 若小明手边有“2A    20Ω”、“1.5A    50Ω”和“2A     100Ω”三种规格的滑动变阻器，“0~3V” 和“0~15V”两个量程的电压表。本实验中他选用的滑动变阻器的规格为_____；

(3)从第1次实验到第2次实验过程中，滑动变阻器和灯泡的功率变化量分别记为ΔP_滑、ΔP_灯，则ΔP_滑_____ΔP_灯。（灯丝电阻随温度升高而增大）

Answer

B 灯泡实际功率过小 8 2A100Ω 小于

【解析】

(1)[1]据图能看出，此时滑片的左边的电阻丝接入电路，故滑片在B端时处于最大阻值处；故闭合开关前，应把滑动变阻器的滑片P置于B端。

[2]第1组数据中，小灯泡两端的电压只有1V，通过小灯泡的电流只有0.1A，由P=UI可得小灯泡的实际功率只有0.1W，实际功率过小，不能发光。

(2)[3] 由表中实验数据可知，在进行第3次实验时电流表示数为零，说明电路是断路，电压表有示数，说明灯泡L断路，此时电压表测量的是电源的电压，电压表示数等于电源电压，因此电源电压是8V。

[4]由表知，测第一组数据时，U1=1V，I=0.1A，此时滑动变阻器两端电压

U滑=U−U1=8V−1V=7V

由I=得滑动变阻器接入电路的阻值

R滑===70Ω

因此可选规格为“2A 100Ω”的滑动变阻器。

(3)[5]第1次实验，灯泡的电阻为

R===10Ω

假设第2次实验灯泡的电阻不变，则灯泡两端的电压为

U1′=I′R=0.3A×10Ω=3V

则滑动变阻器两端的电压为

U滑′=8V−3V=5V

滑动变阻器的功率变化量

ΔP滑= U滑′I′− U滑I=5V×0.3A−7V×0.1A=0.8W

灯泡的功率变化量为

ΔP灯= U1′I′− U1I=3V×0.3A−1V×0.1A=0.8W

而实际上灯丝电阻随温度升高而增大，则灯泡两端的实际电压大于3V，滑动变阻器两端的实际电压小于5V，故事实上ΔP滑<0.8W，ΔP灯>0.8W，故ΔP滑<ΔP灯。