Question

14．同學(xué)們?cè)凇皽y(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，所用電源電壓為6V，燈泡的額定電壓U₀=3.8V，額定功率在1～1.5W的范圍內(nèi)．

（1）按圖甲所示的電路圖，請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將圖乙的電路補(bǔ)充完整．
（2）小明同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向B端移動(dòng)，小燈泡的實(shí)際功率將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）另一組的小聰同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)如圖丙所示，此時(shí)燈泡的功率為0.4W，經(jīng)分析造成這種現(xiàn)象的原因是電壓表量程接錯(cuò)，應(yīng)該接0～15V的量程，實(shí)際卻接了0～3V的量程．
（4）小聰同學(xué)重新調(diào)整電路連接后，繼續(xù)探究小燈泡在額定功率時(shí)的亮度，但發(fā)現(xiàn)無(wú)法準(zhǔn)確讀出額定電壓，他用第（3）小問(wèn)中所測(cè)得數(shù)據(jù)先算出燈泡的電阻R_L，再根據(jù)P₀=$\frac{{{U}_{0}}^{2}}{{R}_{L}}$計(jì)算燈泡的額定功率．按此方案算出燈的額定功率比真實(shí)值偏大（選填“大”或“小”），其根本原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，第（3）小問(wèn)算出燈泡的電阻R_L小于燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值．

Answer 1

分析 （1）電流表、滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，滑動(dòng)變阻器要按“一上一下”串聯(lián)接入電路；
（2）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)滑片的移動(dòng)可知接入電路中電阻的變化，
根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化，根據(jù)P=UI可知燈泡實(shí)際功率的變化；
（3）根據(jù)電流表所選量程可讀數(shù)，根據(jù)電壓表指針位置讀數(shù)，然后與電源電源比較即可知造成這種現(xiàn)象的原因；
（4）燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值不相等，根據(jù)P₀=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$分析與真實(shí)值的差異．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器要“一上一下”串聯(lián)接入電路，故只需將其上面任一接線柱與開(kāi)關(guān)的右接線柱連接，
燈泡的額定電壓U₀=3.8V＞3V，故需將電壓表的“15”接線柱與燈泡右接線柱連接，如圖所示：

（2）由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片P緩慢向B端移動(dòng)的過(guò)程中，變阻器接入電路中的電阻變小，電路中的總電阻變小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，由U=IR可知，燈泡兩端的電壓變大，根據(jù)P=UI可知，小燈泡的實(shí)際功率將變大；
（3）由圖可知，電流表所選量程為0～0.6A，則由指針位置可知，此時(shí)電流表的示數(shù)是0.2A；
若圖丙中電壓表為0～15V量程，那么由指針位置可知，此時(shí)電壓為10V，而電源電壓為6V，所以電壓表沒(méi)有接0～15V量程，而是接了0～3V量程（即電壓表量程接錯(cuò)了），故此時(shí)電壓表的示數(shù)為2V；
此時(shí)燈泡的功率：P=UI=2V×0.2A=0.4W；
（4）因?yàn)闊襞蓦娮桦S溫度的變化而變化，第（3）小問(wèn)中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值不相等，
燈泡在額定電壓3.8V下的電阻比2V下的電阻要大，而算額定功率時(shí)是用2V時(shí)燈泡的電阻，所以R_L偏小，根據(jù)P₀=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$可知，算出燈的額定功率比真實(shí)值偏大．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；
（2）變大；
（3）0.4；電壓表量程接錯(cuò)，應(yīng)該接0～15V的量程，實(shí)際卻接了0～3V的量程；
（4）大；燈泡的電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L小于燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接電路圖、歐姆定律的應(yīng)用、串聯(lián)電路的特點(diǎn)，連接電路圖時(shí)，要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，第（4）小題有一定的難度，解題是時(shí)要注意認(rèn)真分析．