Question

19．按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V 的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．
（1）某学生在实验时，把电流表与电压表的位置交换连接了，闭合开关后会造成D．（填选项前的字母）
A．电流表烧坏　　　　　　B．电压表烧坏
C．小电灯烧坏　　　　　　D．小电灯不亮
（2）另一学生按图连接电路后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：开关闭合前没有将滑动变阻器的滑片放在阻值最大值处．
（3）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．

电压表的示数U/V	电流表的示数I/A	小电灯的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为1.14W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：灯丝电阻随温度的升高而增大；
②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值约为7.3Ω．

Answer 1

分析 （1）电压表的电阻很大，故把电流表与电压表的位置交换连接后，电路中的电流很小；
（2）开关闭合后，灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小造成的，由此分析原因可能性；
（3）根据P=UI分别求出灯泡在不同电压下的功率；
当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡的实际功率等于灯泡的额定功率；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
②由串联电路特点和欧姆定律计算灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值．

解答 解：
（1）把电流表与电压表的位置交换连接后，电压表串联在电路中，电路中电阻较大，电流较小，故灯泡不亮，故选D；
（2）开关闭合后，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路中电流过大，所以操作过程中的不当之处可能是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；
（3）①当灯泡两端电压为3.8V时，灯泡的实际功率等于额定功率，
根据表中数据可得：
P_额=P₄=U₄I₄=3.8V×0.3A=1.14W，
由表中数据及R=$\frac{U}{I}$可知，随小电灯电压的增大，小电灯电阻变大，这是因为：随电压增大、电流随之增大，小电灯的实际功率P=UI也增大，灯的温度升高，由此可见：灯丝电阻随温度的升高而增大；
②由串联电路特点可得，此时滑动变阻器连入电路阻值：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{4}}$=$\frac{U-{U}_{4}}{{I}_{4}}$=$\frac{6V-3.8V}{0.30A}$≈7.3Ω．
故答案为：（1）D；（2）开关闭合前没有将滑动变阻器的滑片放在阻值最大值处；（3）①1.14；灯丝电阻随温度的升高而增大；②7.3．

点评 本题考查了故障分析、实验操作、电功率计算、电阻的计算等问题，要知道灯泡正常发光时的电压等于其额定电压．