Question

17．小明設(shè)計(jì)如圖A所示電路測(cè)定小燈泡的功率，被測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，實(shí)驗(yàn)室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A，0～3A）、電壓表（0～3V，0～15V）、開關(guān)各一個(gè)，導(dǎo)線若干、滑動(dòng)變阻器三只：R₁（20Ω，0.5A）、R₂（50Ω，0.5A）、R₃（500Ω，1A）．

（1）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖B所示，則接下來的操作是換接電流表小量程；
（2）請(qǐng)你在圖A中補(bǔ)上兩根導(dǎo)線，將電路連接完整；
（3）正確連接電路后閉合開關(guān)，改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量，小明畫出了小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖C），則小燈泡的額定功率為0.625W，在多次測(cè)量中，小明還發(fā)現(xiàn)：當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；
（4）小明發(fā)現(xiàn)用久了的燈泡在額定電壓下工作時(shí)，燈泡亮度明顯偏暗，燈泡亮度偏暗的原因是燈絲發(fā)光時(shí)發(fā)生升華（選填物態(tài)變化名稱）而變細(xì)，消耗的實(shí)際功率變小的緣故．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小回答；
（2）求出燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小確定電流表量程串聯(lián)在電路中，變阻器按一下一上的原則接入電路中；
（3）燈在額定電壓下正常發(fā)光，由燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象，找到燈的電壓為額定電壓下通過的電流大小，根據(jù)P=UI=求小燈泡的額定功率；
由歐姆定律，電壓表與電流表的示數(shù)之比即為燈的電阻，根據(jù)影響電阻大小的因素回答；
（4）物質(zhì)由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫升華；根據(jù)影響電阻大小的因素確定燈絲電阻的變化，在兩端電壓一定時(shí)，用電器消耗的功率的變化用由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)前在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖B所示，電流表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，說明選用的電流表量程過大，為提高測(cè)量的準(zhǔn)確程度，則接下來的操作是換接電流表小量程；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω左右，燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小約為I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表選用小量程與燈串聯(lián)，注意電流從電流表正接線柱流入，變阻器按一下一上的原則接入電路中，如下所示：

（3）由圖C小燈泡中電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象可知，當(dāng)燈的電壓為額定電壓2.5V時(shí)，通過的電流大小為0.25A，則小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
電壓表則燈的電壓，電流表測(cè)通過燈的電流，由歐姆定律，電壓表與電流表的示數(shù)之比即為燈的電阻，由圖可知，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據(jù)P=UI，燈的功率增大，燈絲的溫度升高，因燈絲的電阻隨溫度的升高變變大，故當(dāng)電壓表的示數(shù)增大時(shí)，電壓表與電流表的示數(shù)之比變大；
（4）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)；根據(jù)影響電阻大小的因素（長度、材料、橫截面積），燈絲的電阻增大，在兩端電壓一定時(shí)，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，消耗的實(shí)際功率變小，燈變暗．
故答案為：（1）換接電流表小量程；（2）如上所示；（3）0.625；變大；（4）升華．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡的功率，考查電流表的選擇、電路的連接、操作過程、物態(tài)變化的知識(shí)、影響燈的亮度的因素等，要掌握．