Question

明明同学在测量额定电压为3.8V的小灯泡的额定功率和电阻的实验时，电源电压为6V．
（1）根据题目要求，把图中的电路补充完整．
（2）连接实物时，开关应处于

断开

状态，应该把变阻器的滑片移到

右

端．（选填“左”或“右”）
（3）明明同学在检查电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数约为6V，电流表示数为0，则产生这个故障的原因可能是

灯泡断路

．
（4）排除故障后闭合开关，当变阻器的滑片在图中位置电压表的示数为2.5V，那么应该把变阻器的滑片向

左

（选填“左”或“右”）移动，当电压表的示数为

3.8

V时，小灯泡正常发光．
（5）明明在移动滑片的过程中，记录了如下的电流随电压变化示数值，分析实验数据表格可知，在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻

变大

（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因可能是导体的电阻随温度的升高而不断

增大

（选填“增大”或“减小”），为此明明采取了求平均值的方式计算出了小灯泡的电阻．请你帮明明写出小灯泡的电阻是

11.22

Ω（结果保留两位小数），小灯泡的额定功率为

1.216

W．

实验次数	1	2	3	4	5	6
U/V	2.20	2.80	3.40	3.60	3.80	4.00
I/A	0.22	0.27	0.30	0.31	0.32	0.33

Answer 1

分析：（1）电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；滑动变阻器与灯泡串联，且要接一上一下的原则连接；
（2）为保护电路，连接电路时开关要断开，滑动变阻器的滑片要移至最大阻值处；
（3）小灯泡不亮，电流表示数为0，说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出故障的具体位置；
（4）灯泡正常发光时，灯泡两端电压为灯泡的额定电压，故灯泡两端电压需由2.5V增大到3.8V，根据串联电路分压的特点判断滑动变阻器两端电压的变化以及滑动变阻器接入电路电阻的变化；
（5）根据分析表中的6组数据，利用欧姆定律的变形公式分别求出每次灯丝的阻值，从而得出灯丝电阻与电流的关系，以及灯丝电阻与温度的关系，并求出电阻的平均值；根据灯泡的额定功率和额定电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率．

解答：解：（1）将电压表与灯泡并联，灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表应选择0～15V的量程；滑动变阻器与灯泡串联，已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：

（2）在连接电路过程中，开关必须处于断开状态；并且滑动变阻器的滑片要移至最大阻值处，即最右端；
（3）小灯泡不亮，电流表示数为0，说明电路中有断路；电压表示数为6V等于电源电压，说明电压表的正负接线柱和电源两极相连，因此故障为灯泡断路，即导体的电阻随温度的升高而不断增大；
连接的部分没有断路，从实物图上不难看出，故障是小灯泡断路了．
（4）要使灯泡正常发光，需使灯泡两端电压为3.8V，故需使电压表的示数由2.5V增大到3.8V，根据串联电路分压的特点，滑动变阻器两端电压需减小，故滑动变阻器接入电路的阻值要减小，即滑片向左端移动．
（5）∵I=

U

R

∴根据表中数据可知，R₁=

U1

I1

=

2.2V

0.22A

=10Ω；
R₂=

U2

I2

=

2.8V

0.27A

≈10.37Ω；
R₃=

U3

I3

=

3.4V

0.3A

≈11.33Ω；
R₄=

U4

I4

=

3.6V

0.31A

≈11.61Ω；
R₅=

U5

I5

=

3.8V

0.32A

≈11.88Ω；
R₆=

U6

I6

=

4V

0.33A

≈12.12Ω；
显然在灯丝中电流逐渐增大的过程中，灯丝的电阻变大；其原因可能是导体的电阻随温度的升高而不断增大；
小灯泡的电阻：R=

1

6

×（10Ω+10.37Ω+11.33Ω+11.61Ω+11.88Ω+12.12Ω）≈11.22Ω；
根据表中数据可知，当灯泡两端电压为3.8V时，通过的电流为0.32A，则小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
故答案为：（2）断开；右；（3）灯泡断路；（4）左；3.8；（5）变大；增大；11.22；1.216．

点评：本题考查了实物图连接、连接电路的注意事项、电路故障的判断、影响电阻的因素、欧姆定律和功率的计算公式的应用，还考查了多次测量求平均值计算灯丝的阻值，对于这些知识要全面掌握．