Question

3．小明在做測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，所用電源電壓恒為6V．選擇的小燈泡額定電壓為3.8V，如圖所示是小明同學(xué)連接的電路．
（1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)移到右端，其目的是保護(hù)電路．
（2）小明同學(xué)連好電路后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障可能是燈泡斷路（寫(xiě)出一種即可）．
（3）該同學(xué)排除故障后，實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)見(jiàn)下表．根據(jù)表中記錄可得小燈泡額定功率為1.14W，
小燈泡的實(shí)際功率越大，燈泡越亮．

U/V	I/A	燈泡的亮度	P/W
3.0	0.25	較暗
3.8	0.30	正常
4.5	0.32	很亮

（4）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)分析，下列滑動(dòng)變阻器的規(guī)格符合實(shí)驗(yàn)要求的是D
A.2Ω 0.5A       B.10Ω 0.2A        C.5Ω 0.3A        D.20Ω 0.5A
（5）小明又取了一個(gè)規(guī)格、型號(hào)完全相同的舊燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)在額定電壓下工作時(shí)，燈泡亮度明顯偏暗，小明仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這只燈泡的玻璃內(nèi)壁變黑．燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)發(fā)生升華而變細(xì)，此時(shí)燈泡兩端的電壓不變，電阻變大，消耗的實(shí)際功率變小的緣故．（“變大”、“變小”或者“不變”）

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路或燈泡斷路或燈泡之外的電路斷路；電流表無(wú)示數(shù)，可能是電流表斷路或電流表之外的電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知電路故障為燈泡斷路．
（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)確定額定電壓和電流，根據(jù)公式P=UI計(jì)算出額定電功率；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)判斷出小燈泡亮度與燈泡功率的關(guān)系．
（4）求出燈泡發(fā)光較暗時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，根據(jù)該阻值選擇滑動(dòng)變阻器；
（5）物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過(guò)程叫升華；在兩端電壓一定時(shí)，用電器消耗的功率的變化用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．

解答 解：（1）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；
（2）連好電路后閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障可能是小燈泡斷路；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)電壓為額定電壓3.8V時(shí)，電流為0.30A，所以P_額=UI=3.8V×0.30A=1.14W；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，隨著電壓、電流值的增大，小燈泡的功率在增大，小燈泡變亮．
（4）燈泡發(fā)光較暗時(shí)，滑動(dòng)變阻器電壓U_滑=U-U_L=6V-3V=3V，則滑動(dòng)變阻器的阻值為：R'=$\frac{6V-3V}{0.25A}$=12Ω，故選D；
（5）燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)溫度很高，鎢絲由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)發(fā)生升華現(xiàn)象而變細(xì)；
燈絲變細(xì)，電阻增大，在兩端電壓一定時(shí)，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，消耗的功率變小，即實(shí)際功率減�。�
故答案為：（1）斷開(kāi)；（2）燈泡斷路；（3）1.14；亮；（4）D；（5）不變；變大； 變�。�

點(diǎn)評(píng) 此題是測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了實(shí)驗(yàn)原理及電功率的計(jì)算，要知道燈泡在額定電壓下的實(shí)際功率是額定功率．