Question

20．某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率，電路中電源電壓保持4.5V不變，燈泡上標(biāo)有“3V 1W”字樣．閉合開關(guān)，將滑片P滑到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)為2.1V．下列說法錯(cuò)誤的是（　　）

• A． 燈泡的額定功率為1W
• B． 燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為9Ω
• C． 燈泡的實(shí)際功率為0.64W
• D． 此時(shí)燈泡和滑動(dòng)變阻器的阻值之比為8：7

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
（1）由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，確定電壓表的量程并讀出電壓表的示數(shù)，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出額定電流，根據(jù)歐姆定律求出其電阻；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出燈泡兩端的電壓，先假設(shè)燈泡的電阻不變，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出此時(shí)燈泡的實(shí)際功率，再根據(jù)燈泡的電阻與溫度有關(guān)，判斷此時(shí)燈泡實(shí)際功率的大��；
（3）根據(jù)根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)求出此時(shí)燈泡和滑動(dòng)變阻器的阻值之比．

解答 解：（1）由銘牌可知，燈泡的額定功率為1W，故A正確，不符合題意；
額定電壓為3V，所以電壓表的量程為0～3V，故此時(shí)電壓表的示數(shù)為2.1V；
燈泡的額定電流I_額=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{1W}{3V}$=$\frac{1}{3}$A，
燈泡的電阻R_L=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{3V}{\frac{1}{3}A}$=9Ω，故B正確，不符合題意；
（2）此時(shí)燈泡兩端的電壓U_L=U-U_滑=4.5V-2.1V=2.4V，
若燈泡的電阻不變時(shí)，此時(shí)燈泡的實(shí)際功率P_實(shí)=$\frac{{U}_{實(shí)}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{{（2.4V）}^{2}}{9Ω}$=0.64W，
因燈泡的電阻一般會(huì)隨溫度的升高而變大，且此時(shí)燈泡分得的電壓小于額定電壓，
所以此時(shí)燈泡的電阻會(huì)變小，實(shí)際功率應(yīng)大于0.64W，故C不正確，符合題意；
（3）因串聯(lián)電路電阻分得的電壓與電阻成正比，
所以，$\frac{{R}_{L}}{{R}_{滑}}$=$\frac{{U}_{L}}{{U}_{滑}}$=$\frac{2.4V}{2.1V}$=$\frac{8}{7}$，故D正確，不符合題意．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是會(huì)根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程并讀出其示數(shù)，難點(diǎn)是會(huì)根據(jù)燈泡電阻與溫度的關(guān)系判斷實(shí)際功率的變化．