Question

【題目】在復習電學知識時，小明在實驗室做了“測量小燈泡的電功率”和“探究電流與電壓、電阻的關系”的實驗。實驗中，所用的電源電壓為6V，小燈泡點的額定電壓為3.8V，滑動變阻器的規格為“30Ω 1A”。

（1）在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小明按圖甲所示的電路圖正確連接了電路。閉合開關后，移動變阻器的滑片，當電壓表的示數為3.8V時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為____W。

（2）移動變阻器的滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成如圖丙所示的小燈泡的I-U圖象。由圖象可知：當小燈泡兩端的電壓增大時，小燈泡的電阻______，如果小燈泡兩端的電壓為1.9V，則小燈泡的實際功率_______0.38W。

（3）在做“探究電流與電阻的關系”實驗時，小明所用的四個定值電阻的阻值行別為5Ω、10Ω、15Ω、20Ω。他直接利用測量小燈泡電功率時所連的電路進行實驗，他把電路中的小燈泡取下，電路的其他元件連接方式不動，把四個定值電阻分別接入電路中進行探究。如果要保證電路中各元件的安全，且用四個電阻都能順利地完成實驗，則定值電阻兩端的電壓應該在_______范圍內選擇。

Answer 1

【答案】1.52 變大 大于 2.4V~3V

【解析】

(1)[1]當電壓為額定電壓3.8V時，圖乙中電流表小量程分度值為0.02A，示數為0.4A，燈的額定功率

P額=U額I=3.8V×0.4A=1.52W

(2)[2][3]在圖丙中，分別作出圖象上a、b兩點的電壓及對應的電流大小，如下圖所示

由圖可看出，電壓的增加的量Ub-Ua大于對應的電流增加的值量Ib-Ia，即電壓增加的量比電流增加的要大，根據歐姆定律

所以，當小燈泡兩端的電壓增大時，小燈泡的電阻也變大；因在實際電壓1.9V下的電阻小于燈在額定電壓3.8V下的電阻，R實<R額，燈的實際功率

即小燈泡的實際功率大于0.38W。

(3)[4]探究電流與電阻的關系實驗時，應控制不同電阻的電壓保持不變，根據把5Ω、10Ω、15Ω、20Ω分別接入電路中進行探究，保證電路中各元件的安全，且用四個電阻都能順利地完成實驗：因電流表的量程為0~0.6A，所以電路中的最大電流為0.6A，當接入最小的電阻5Ω時，電壓表示數即為允許的最大電壓

U大=R小I大=5Ω×0.6A=3V

因變阻器的最大阻值為30Ω，當變阻器電阻全部連入電路中時，若接入最大的電阻R大=20Ω，此時電路中的最小電流

定值電阻的最小電壓

U小=I小R定大=0.12A×20Ω=2.4V

則定值電阻兩端的電壓應在2.4V~3V。