Question

【题目】按如图所示的电路图做“测置小电灯的功率”的实验，所用器材有：标“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00.6A、03A）、电压表（量程为03V、015V）、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_____（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，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数。经检查，导线连接完好，则电路故障是：_____，排除该故障换用新元件后，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：_____。

（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_____W，还可得出关于灯丝电阻的结论是：_____；

②当小电灯正常工作时，连入电路的滑动变阻器的阻值为_____Ω

③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，两灯消粍的总功率为_____W。

（4）若电压表的015V量程已损坏，只能使用03V量程，其它器材不变，如何测出小电灯的额定功率？

①在如图虚线框中画出测量电路图；

（________）

②若小电灯两端最大可加4.5V电压，为保证实验时你所设计的测量电路中各元件的安全，参照小明的实验数据，估算滑动变阻器接入电路的阻值范应为_____Ω～_____Ω。

Answer 1

【答案】D 小电灯断路 闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处 0.4 0.55 0.75 1.14 1.44 1.14 灯丝电阻随温度的升高而增大 7.3 1.5 4.7 12

【解析】

（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）闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路为灯泡的基本电路，灯不亮，电压表有较大的示数，说明电路故障为断路，并且电压表与电源两极相连，故小电灯断路；

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：闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；

（3）根据表中数据可知：

P1＝U1I1＝2V×0.2A＝0.4W，

P2＝U2I2＝2.5V×0.22A＝0.55W，

P3＝U3I3＝3V×0.25A＝0.75W，

P4＝U4I4＝3.8V×0.3A＝1.14W，

P5＝U5I5＝4.5V×0.32A＝1.44W；

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，即1.14W；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根据表中数据可知，当小电灯正常工作时，电流为I＝0.3A，滑动变阻器两端电压为U2＝U﹣U额＝6V﹣3.8V＝2.2V，则根据欧姆定律得连入电路的阻值；

③将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，则根据串联电路的电压特点可知：灯泡两端的电压为3V，由表中数据可知，当灯泡两端的电压为3V时，电流I′为0.25A，则两灯消耗的总功率P＝UI′＝6V×0.25A＝1.5W；

（4）①电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示；

②a、当电压表示数为最大值3V时，小电灯两端的电压为U1＝6V﹣3V＝3V，由表中数据知，电流为I1＝0.25A，此时滑动变阻器接入电路的阻值；

b、当小电灯电压为4.5V时，由表中数据知，电路电流为I2＝0.32A，此时滑动变阻器两端电压为U2＝6V﹣4.5V＝1.5V，此时滑动变阻器接入电路的阻值；则滑动变阻器接入电路的阻值范围是4.7Ω～12Ω。