Question

在“测量小灯泡电功功率的实验”中，小灯泡的额定电压为3.8V．电阻大约为10Ω，电源电压为6V且保持不变，其它器材如图所示．实验中小东发现电压表的0～15V量程损坏，但0～3V的量程还可使用．

（l）小东仍利用这些器材进行上面的实验，设计连出了如上面的实物图，但有一根导线连错了，请帮他在连错的导线上画“×”，并连上正确的导线．同时在右侧的方框内画出所连实物的电路图．
（2）实验中有两个可供选择的滑动变阻器，分别为“5Ω 1A”和“10Ω 1A”，为了能顺利完成实验，应选择______合适．
（3）实验中小东测出了如下表的三组实验数据，请你帮助计算出小灯泡的额定电功率．

从本次的实验数据及现象分析，还能得出的结论有：（写出一条）______．

Answer 1

解：（1）电源电压U=6V，小灯泡两端的电压U_L=3.8V，小灯泡和滑动变阻器串联分压，因此滑动变阻器分担的电压U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．实验中小东发现电压表的0～15V量程损坏，但0～3V的量程还可使用．故电压表不能用来测量灯泡两端的电压，但可以用来测量滑动变阻器两端的电压，只要让它的电压为2.2V，就表示灯泡的电压为3.8V．
故重新连接的实物图和电路图如下图所示：

（2）电源电压U=6V，小灯泡的额定电压U_额=3.8V，小灯泡和滑动变阻器串联，起分压作用，故要求滑动变阻器能够至少分担U_滑=2.2V电压，小灯泡的电阻R_L=10Ω．
根据串联电路的分压特点公式：=
=
滑动变阻器的最小阻值不得小于：
R_滑==5.8Ω
所以，“5Ω 1A”的滑动变阻器不符合要求．
故答案为：“10Ω 1A”
（3）从表中找出额定电压U_额=3.8V，相对应的电流I=0.4A，根据公式计算出灯泡的额定功率：
P_额=U_额I=（6V-2.2V）×0.4A=1.52W
另外两次的功率
P₁=U₁I₁=（6V-3V）×0.36A=1.08W
P₂=U₂I₂=（6V-1.5V）×0.43A=1.94W
然后根据三次功率值和对应的亮度的关系总结出结论：
灯泡的电功率越大，灯泡越亮．
故答案为：1.52W；灯泡的电功率越大，灯泡越亮．（或灯泡两端的电压越高，电流越大，灯泡的电功率越大）
分析：（1）小灯泡和滑动变阻器串联分压，因此滑动变阻器分担的电压U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V．实验中，小东发现电压表的0～15V量程损坏，但0～3V的量程还可使用．故电压表不能用来测量灯泡两端的电压，但可以用来测量滑动变阻器两端的电压，只要让它的电压为2.2V，就表示灯泡的电压为3.8V．
（2）滑动变阻器在实验电路中有两个作用：一是保护电路的作用；二是调节小灯泡两端的电压的作用．滑动变阻器和灯泡串联，有分压作用，因此要选择合适的滑动变阻器才能起到相应的作用．
（3）要计算灯泡的额定功率，必须和灯泡的额定电压相对应，从表中找出额定电压U_额和相对应的电流I，根据公式P_额=U_额I计算出灯泡的额定功率．根据表中数据和实验现象总结出功率和亮度的关系．
点评：在本题目中，第②题中滑动变阻器的选择是本题的难点，要根据串联分压的特点去分析．本题综合性比较强，是中考的热点题型，希望引起同学们的注意．