Question

小明手头有一个额定电压是6V、正常工作电流约为0.3A的小灯泡，他想测定这个小灯泡的额定功率．小明设计了如图甲所示的电路，已知滑动变阻器上标有为“50Ω5A”的字样，电源电压恒为12V．
（1）当小明刚正确连接完所有的导线，灯泡立即发光，且亮度很大，其原因是

没有断开开关

和

没有将滑动变阻器滑片移动到最大阻值处

．
（2）实验过程中，小明边调节滑动变阻器，边观察电压表示数，当电压表示数为6V时，他观察到电流表示数如图乙所示，此时通过灯泡的电流为

0.32

A，该灯泡的额定功率为

1.92

W．
（3）现有一个电阻元件R₀，它可能是由金属材料制成的，其电阻随温度的升高而增大，也可能是由半导体材料制成的，其电阻随温度的升高而减小．现利用本实验所选器材和电路（将图甲中灯泡换成R₀，其它器材均不变）对该元件进行测试，测得通过R₀电流与加在它两端的电压数据如下表所示：

a．根据表中数据，判断元件R₀可能是由上述

半导体

（金属/半导体）材料制成的，其理由是

随着电流增大，元件R₀的发热功率越大时，电阻值越小

．
b．实验中当电流表读数为1.25A时，滑动变阻器消耗的电功率是

10

W．

Answer 1

分析：（1）小明刚正确连接完所有的导线，灯泡立即发光，说明连接电路时，开关没有处于断开状态，亮度很大，说明电路中电流很大，电阻很小，滑动变阻器没有处于最大阻值处．
（2）电流表的读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
（3）由图数据，结合R=

U

I

可计算出电阻的大小，然后根据电阻随温度的变化确定电阻材料．
元件R₀接入电路后，当电流表读数为1.25A，可看出对应电压，已知电源电压，从而求出滑动变阻器两端电压，进而算出滑动变阻器消耗的电功率．

解答：解：（1）小明刚正确连接完所有的导线，灯泡立即发光，说明连接电路时，开关没有处于断开状态；亮度很大，说明电路中电流很大，电源电压一定时，电阻很小，滑动变阻器没有处于最大阻值处．
（2）电流表使用的量程是0～0.6A，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，示数是0.32A．
灯泡的额定电压是6V，额定电流是0.32A，则灯泡的额定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（3）a、由测试数据根据公式P=UI可得热功率越来越大，而电阻R=

U

I

越来越小，说明电阻随温度的升高而减小，所以是半导体材料制成的．
b、如图，R₀与滑动变阻器串联，当I=1.25A时，查表可知R₀两端的电压为：U₁=4V
∴滑动变阻器两端为：U₂=U-U₁=12V-4V=8V，
滑动变阻器消耗的电功率：P₂=U₂I=8V×1.25A=10W．
故答案为
（1）没有断开开关　　　没有将滑动变阻器移动到最大阻值的地方
（2）0.32  1.92W
（3）a．半导体　　随着电流增大，元件R₀的发热功率越大时，电阻值越小
b．10

点评：本题考查实物连接、故障分析、电功率的计算等，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是学会通过表中的数据解决问题，还要知道串联电路电压的规律．