Question

小明手頭有一個(gè)額定電壓是6V、正常工作電流約為0.3A的小燈泡，他想測(cè)定這個(gè)小燈泡的額定功率．小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路，已知滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有為“50Ω5A”的字樣，電源電壓恒為12V．
（1）當(dāng)小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，且亮度很大，其原因是

沒有斷開開關(guān)

和

沒有將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到最大阻值處

．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中，小明邊調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，邊觀察電壓表示數(shù)，當(dāng)電壓表示數(shù)為6V時(shí)，他觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示，此時(shí)通過燈泡的電流為

0.32

A，該燈泡的額定功率為

1.92

W．
（3）現(xiàn)有一個(gè)電阻元件R₀，它可能是由金屬材料制成的，其電阻隨溫度的升高而增大，也可能是由半導(dǎo)體材料制成的，其電阻隨溫度的升高而減小．現(xiàn)利用本實(shí)驗(yàn)所選器材和電路（將圖甲中燈泡換成R₀，其它器材均不變）對(duì)該元件進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得通過R₀電流與加在它兩端的電壓數(shù)據(jù)如下表所示：

a．根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷元件R₀可能是由上述

半導(dǎo)體

（金屬/半導(dǎo)體）材料制成的，其理由是

隨著電流增大，元件R₀的發(fā)熱功率越大時(shí)，電阻值越小

．
b．實(shí)驗(yàn)中當(dāng)電流表讀數(shù)為1.25A時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的電功率是

10

W．

Answer 1

分析：（1）小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時(shí)，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)，亮度很大，說明電路中電流很大，電阻很小，滑動(dòng)變阻器沒有處于最大阻值處．
（2）電流表的讀數(shù)：首先確定使用的量程，然后確定每一個(gè)大格和每一個(gè)小格代表的示數(shù)．
（3）由圖數(shù)據(jù)，結(jié)合R=

U

I

可計(jì)算出電阻的大小，然后根據(jù)電阻隨溫度的變化確定電阻材料．
元件R₀接入電路后，當(dāng)電流表讀數(shù)為1.25A，可看出對(duì)應(yīng)電壓，已知電源電壓，從而求出滑動(dòng)變阻器兩端電壓，進(jìn)而算出滑動(dòng)變阻器消耗的電功率．

解答：解：（1）小明剛正確連接完所有的導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時(shí)，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)；亮度很大，說明電路中電流很大，電源電壓一定時(shí)，電阻很小，滑動(dòng)變阻器沒有處于最大阻值處．
（2）電流表使用的量程是0～0.6A，每一個(gè)大格代表0.2A，每一個(gè)小格代表0.02A，示數(shù)是0.32A．
燈泡的額定電壓是6V，額定電流是0.32A，則燈泡的額定功率P=UI=6V×0.32A=1.92W．
（3）a、由測(cè)試數(shù)據(jù)根據(jù)公式P=UI可得熱功率越來越大，而電阻R=

U

I

越來越小，說明電阻隨溫度的升高而減小，所以是半導(dǎo)體材料制成的．
b、如圖，R₀與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)I=1.25A時(shí)，查表可知R₀兩端的電壓為：U₁=4V
∴滑動(dòng)變阻器兩端為：U₂=U-U₁=12V-4V=8V，
滑動(dòng)變阻器消耗的電功率：P₂=U₂I=8V×1.25A=10W．
故答案為
（1）沒有斷開開關(guān)　　　沒有將滑動(dòng)變阻器移動(dòng)到最大阻值的地方
（2）0.32  1.92W
（3）a．半導(dǎo)體　　隨著電流增大，元件R₀的發(fā)熱功率越大時(shí)，電阻值越小
b．10

點(diǎn)評(píng)：本題考查實(shí)物連接、故障分析、電功率的計(jì)算等，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是學(xué)會(huì)通過表中的數(shù)據(jù)解決問題，還要知道串聯(lián)電路電壓的規(guī)律．