Question

【題目】小明在“測小燈泡的電功率”的實驗中，正確連接如圖所示電路。閉合開關后，逐漸向同一個方向調節滑動變阻器的滑片，部分實驗數據和現象如下表。

次數	電壓表示數/V	電流表示數/A	燈泡亮度
1	1	0.1	不亮
2		0.3	正常發光
3	8	0	不亮

(1)開關閉合前，滑片應置于_____ （選填“A”或“B”）端，第1組數據中，小燈泡不發光的原因是_____；

(2)分析表中實驗數據可知，所用電源電壓為_____ V。 若小明手邊有“2A 20Ω”、“1.5A 50Ω”和“2A 100Ω”三種規格的滑動變阻器，“0~3V” 和“0~15V”兩個量程的電壓表。本實驗中他選用的滑動變阻器的規格為_____；

(3)從第1次實驗到第2次實驗過程中，滑動變阻器和燈泡的功率變化量分別記為ΔP滑、ΔP燈，則ΔP滑_____ΔP燈。（燈絲電阻隨溫度升高而增大）

Answer 1

【答案】B 燈泡實際功率過小 8 2A100Ω 小于

【解析】

(1)[1]據圖能看出，此時滑片的左邊的電阻絲接入電路，故滑片在B端時處于最大阻值處；故閉合開關前，應把滑動變阻器的滑片P置于B端。

[2]第1組數據中，小燈泡兩端的電壓只有1V，通過小燈泡的電流只有0.1A，由P=UI可得小燈泡的實際功率只有0.1W，實際功率過小，不能發光。

(2)[3] 由表中實驗數據可知，在進行第3次實驗時電流表示數為零，說明電路是斷路，電壓表有示數，說明燈泡L斷路，此時電壓表測量的是電源的電壓，電壓表示數等于電源電壓，因此電源電壓是8V。

[4]由表知，測第一組數據時，U1=1V，I=0.1A，此時滑動變阻器兩端電壓

U滑=UU1=8V1V=7V

由I=得滑動變阻器接入電路的阻值

R滑===70Ω

因此可選規格為“2A 100Ω”的滑動變阻器。

(3)[5]第1次實驗，燈泡的電阻為

R===10Ω

假設第2次實驗燈泡的電阻不變，則燈泡兩端的電壓為

U1′=I′R=0.3A×10Ω=3V

則滑動變阻器兩端的電壓為

U滑′=8V3V=5V

滑動變阻器的功率變化量

ΔP滑= U滑′I′ U滑I=5V×0.3A7V×0.1A=0.8W

燈泡的功率變化量為

ΔP燈= U1′I′ U1I=3V×0.3A1V×0.1A=0.8W

而實際上燈絲電阻隨溫度升高而增大，則燈泡兩端的實際電壓大于3V，滑動變阻器兩端的實際電壓小于5V，故事實上ΔP滑<0.8W，ΔP燈>0.8W，故ΔP滑<ΔP燈。