Question

8．小宇做测量小灯泡电功率的实验（小灯泡标有“3.8V”字样）．
（1）连接实验电路图，要求滑片左移灯变暗．
（2）电路连接正确后，闭合开关，记录的部分实验数据和现象如表所示．

实验次数	电压表示数/V	电流表示数/A	灯泡亮度
1	0.5	0.1	不发光
2	2.0	0.25	发光较暗
3	3.8		正常发光
4	6.0	0	不发光

分析表中实验数据可知：第1次实验中，小灯泡不发光的原因是滑动变阻器连入电路的阻值太大接下来应进行的操作是将滑动变阻器向左移动；所用电源电压约为6V．
（3）由于小宇粗心大意，没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻，再计算出灯泡的额定功率
R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，P=$\frac{{{U}_{3}}^{2}}{R}$=$\frac{（3.8V）^{2}}{5Ω}$=2.888W
请你对小宇计算额定功率的方法作出评价：小灯泡的额定功率小于 （选填“大于”“等于”或“小于”）2.888W，理由是灯丝的电阻随温度升高而变大．

Answer 1

分析 （1）将滑动变阻器与灯泡、电流表串联连接，注意滑动变阻器按一上一下的原则接线；
（2）第一次实验灯泡不发光，电流表有示数，但是太小，电路电流小，电路总电阻太大，滑动变阻器连入电路的阻值太大，要使灯泡发光，增大电路电流，调节滑动变阻器的滑片，减小滑动变阻器连入电路的电阻，
当滑动变阻器连入电路的电阻减小到一定值时，电路电流增大，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压，烧断灯丝，电压表串联在电路中，电压表测电源电压．
（3）灯泡电压增大，灯泡亮度增大，灯丝温度升高，灯丝电阻随电压的增大而增大．
正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻，即：R＞5Ω．
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算的额定功率偏大．

解答 解：（1）电流从正极出发，经开关、滑动变阻器、灯泡、电流表回负极，电压表并联在灯泡两端，如下图所示：

（2）第一次实验不发光，是因为滑动变阻器连入电路电阻较大，使电路总电阻较大，电路电流很小，不能使灯泡发光．
需要调节滑动变阻器滑片，减小电路总电阻，即将滑动变阻器向左移动，增大电路电流，使灯泡发光．
当电路电流增大到一定程度，灯泡电压增大，超过灯泡的额定电压时，灯泡的灯丝被烧断，电压表串联在电路中测电源电压，所以电源电压为6V．
（3）第一次实验灯丝电阻为：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω，
灯泡两端电压增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，
R'＞5Ω，利用P=$\frac{{U}_{额}^{2}}{R}$=$\frac{{（3.8V）}^{2}}{5Ω}$=2.888W，计算的额定功率偏大，
所以灯泡的额定功率小于2.888W．
故答案为：（1）如上图；（2）滑动变阻器连入电路的阻值太大；将滑动变阻器向左移动；6V；（3）小于；灯丝的电阻随温度升高而变大．

点评 本题从给定的表格中分析电路正确连接后，灯泡不发光的原因；灯丝烧断，判断电源电压；灯丝电阻与温度的关系；正确计算额定功率的方法；已知条件都包含在表格中，需要学生从表格中搜寻信息，这是关键．