Question

在“测定小灯泡的额定功率”实验中，小明同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、电压为恒为6V的电源、额定电压为3.8V的小灯泡和一个标有“20Ω  1.5A”的滑动变阻器，小灯泡的额定功率小于2W，设计的电路如图甲所示的电路．

（1）请用铅笔画线代替导线，按照图甲所示的电路图，将图乙的实物电路连接完整（连线不得交叉）；

（2）电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大．电路连接无误，接下来应进行的操作是_____ （按操作步骤先后顺序填写字母代号）；

A．更换电池或小灯泡

B．检查电路是否短路

C．移动滑动变阻器滑片至最大值位置

D．断开电路开关

（3）在实验中，若电压表示数为2V，为了使灯两端电压达到3.8V，必须将滑片向_____（左/右）调节；当小灯泡正常发光时，电流表示数如图丙，则灯泡的额定功率为_____W；

（4）完成上述实验后，小明把小灯泡更换成定值电阻（如图丁），利用原电路继续探究“电流与电阻”的关系：实验时，小明先将5Ω电阻接入电路，调节滑动变阻器使电压表示数为2V，记下对应的电流；再将5Ω的电阻更换为10Ω电阻，移动滑动变阻器滑片，使电压表示数仍为2V；当小明再换接15Ω电阻时，发现无论怎样调节滑动变阻器，都不能使电压表示数为2V，分析其可能的原因_____（答出一种情况即可）．请你在不增减器材的条件下帮小明解决这个问题，完成实验，你的方法是：_____

（5）若小灯泡的额定电流为I₀=2I₁，以下关于额定功率P₀与实际功率P₁的数值关系，你认为最有可能的是_____

A．P₀=2P₁    B．P₀=3P₁    C．P₀=4P₁    D．P₀=5P₁．

Answer

D、C 左 1.52 变阻器的最大电阻太小（或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高）造成的 可换用阻值更大的变阻器（或提高定值电阻两端的电压或降低电源电压） D

【解析】（1）小灯泡的额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率小于2W，由P＝UI可得，小灯泡的额定电流小于：I ≈0.53A＜0.6A，则电流表应选0～0.6A的量程；根据电路图可知，电流从正极出发，依次经过开关、滑动变阻器、小灯泡、电流表，回到负极，电压表并联在小灯泡两端，滑动变阻器上端接线柱已经接入电路，将滑动变阻器左下端的接线柱与灯泡右端的接线柱连接，电流表选择0～0.6A的量程，将电流表的0.6A接线柱与电压表左端接线柱连接；实物图连接如下图所示：

（2）闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大，说明电路电阻太小，可能是滑动变阻器接入电路的阻值太小，可先断开开关，移动滑动变阻器滑片至滑动变阻器阻值最大位置处，因此，接下来正确的实验操作是D、C；（3）电压表示数2V小于灯泡额定电压3.8V，应增大灯的电压；由电路图可知，应向左移动滑动变阻器滑片，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，变阻器分得的电压变小，则灯泡两端的电压变大，当电压表示数等于灯泡额定电压3.8V时，灯泡正常发光；由图丙，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.4A，则小灯泡的额定功率：P＝UI＝3.8V×0.4A＝1.52W；（4）将5Ω的电阻换为10Ω后，电压表的示数变大，所以应增大滑动变阻器的阻值，将滑片向右滑动，眼睛看电压表使电压表的示数为2V，并读出电流表的示数；换接15Ω电阻时，根据串联分压的知识，电压表的示数变大，为使电压表的示数不变，所需滑动变阻器的阻值更大，电压表的示数无法达到2V，可能是滑动变阻器的阻值太小（或是定值电阻两端的电压保持太低或是电源电压太高）造成的；故可换用阻值更大的变阻器（或提高定值电阻两端的电压或降低电源电压）；（5）若小灯泡的额定电流为I0＝2I1，假设灯泡的阻值不变，则P额＝I02R＝（2I1）2R＝4I12R＝4P1．由于灯泡的阻值不是定值，且灯泡的阻值会随温度的升高而变大，所以，当灯泡在正常工作时，灯泡的阻值变大，则额定功率P0＞P额＝4P1，所以最有可能的额定功率值为P0＝5P1．故选D．