Question

10．小鷺利用電流表和電阻箱測(cè)量小燈泡的功率，設(shè)計(jì)并連接了如圖甲所示的部分實(shí)驗(yàn)電路．

（1）請(qǐng)你添加一條導(dǎo)線，將圖甲所示的實(shí)物圖補(bǔ)充完整，并使滑動(dòng)變阻器的滑片P右移時(shí)接入電路的阻值變大．
（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂扳向1（選填“1”或“2”），調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)為I₁，如圖乙所示，I₁=0.20A．
（3）將開(kāi)關(guān)S₂扳向另一端，保持滑動(dòng)變阻器接入的阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，使電流表的示數(shù)仍為I₁．
（4）若此時(shí)R=7.0Ω，小燈泡的實(shí)際功率P₁=0.28W．
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，以下關(guān)于額定功率P₀與實(shí)際功率P₁的數(shù)值關(guān)系，你認(rèn)為最有可能的是D．
A．P₀=2P₁ B．P₀=3P₁ C．P₀=4P₁ D．P₀=5P₁．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器要串聯(lián)在電路中，且要按“一上一下”的方式接入電路；
（2）先將燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使燈泡發(fā)光；根據(jù)電流表選擇的量程和分度值讀出此時(shí)電流表的示數(shù)I₁；
（3）再將電阻箱與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱接入電路的阻值，使電流表的示數(shù)仍為I₁；
（4）燈絲電阻值與變阻箱相等，根據(jù)P=I²R求出小燈泡的實(shí)際功率；
（5）由于燈泡的阻值不是定值，會(huì)隨溫度的升高而變大，所以，根據(jù)P=I²R分析額定功率P₀的變化．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器要按“一上一下”的方式串聯(lián)接入電路，使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移時(shí)接入電路的阻值變大，
則應(yīng)將變阻器滑片左邊的電阻連入電路，即將A接線柱與開(kāi)關(guān)右接線柱連接，如圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)S₁，將開(kāi)關(guān)S₂扳向“1”，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，
如圖所示，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，則電流表的示數(shù)為I₁=0.2A；
（3）將開(kāi)關(guān)S₂扳向“2”，保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，使滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變，
調(diào)節(jié)電阻箱連入電路的阻值，當(dāng)電流表示數(shù)為I₁時(shí)，此時(shí)電阻箱連入電路的電阻與上次實(shí)驗(yàn)中電流為I₁時(shí)燈絲電阻相同；
（4）燈絲中電流為I₁時(shí)阻值一定為R，若此時(shí)R=7.0Ω，
則小燈泡的實(shí)際功率：P_實(shí)=I₁²R=（0.2A）²×7Ω=0.28W；
（5）若小燈泡的額定電流為I₀=2I₁，假設(shè)燈泡的阻值不變，
則P_額=I₀²R=（2I₁）²R=4I₁²R=4P₁．
由于燈泡的阻值不是定值，會(huì)隨溫度的升高而變大，
所以，當(dāng)燈泡在正常工作時(shí)，燈泡的阻值變大，
則額定功率P₀＞P_額=4P₁，所以最有可能的額定功率值P₀=5P₁．
故選：D．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）1； 0.20；（3）滑動(dòng)變阻器接入； 電阻箱；（4）0.28；（5）D．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了用非常規(guī)的方法測(cè)量燈泡的電功率，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有電壓表，利用了串聯(lián)電路阻值特點(diǎn)，用變阻箱的特點(diǎn)巧妙地獲得了燈絲的電阻，進(jìn)而計(jì)算功率，綜合性強(qiáng)，難度較大．