Question

11．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻約為10Ω．

（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的甲圖的實(shí)物電路連接完整，要求：當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變大，連線不得交叉．
（2）小明同學(xué)連接好電路后，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則出現(xiàn)故障的原因可能是小燈泡短路．
（3）小明同學(xué)排除故障后再次閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動(dòng)變阻器的滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小明同學(xué)繼續(xù)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W，通過(guò)圖象還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這是因?yàn)闊艚z電阻受溫度的影響．
（5）另一小組的小紅同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)按同一實(shí)物電路連接，當(dāng)她連接好最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并且很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請(qǐng)你找出她在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中其中一個(gè)操作不當(dāng)之處：連接電路時(shí)開關(guān)是閉合的（或閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有處于阻值最大處）．

Answer 1

分析 （1）在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器以及開關(guān)串聯(lián)連接，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，然后確定電流表的量程，并將電流表與燈泡串聯(lián)；將滑動(dòng)變阻器與開關(guān)串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變大，因此將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱連入電路；
（2）燈泡不亮，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，電路中無(wú)斷路，電壓表示數(shù)為0，則燈泡短路；
（3）根據(jù)電壓表量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系，結(jié)合串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)判斷滑片的移動(dòng)方向；
（4）從圖象上找到額定電壓對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，讀出對(duì)應(yīng)的電流，利用P=UI計(jì)算額定功率；燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（5）連接實(shí)物電路時(shí)，為保護(hù)電路，注意兩點(diǎn)：一是開關(guān)要斷開；二是滑動(dòng)變阻器的滑片要移到最大阻值處．

解答 解：
（1）燈泡的額定電流大約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表選擇0～0.6A的量程；將電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連；滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，變阻器連入電路的電阻變大，因此將滑動(dòng)變阻器的右下接線柱連入電路；如下圖所示：

（2）小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路中無(wú)斷路，而電壓表示數(shù)為0，則可能是燈泡短路造成；
（3）由圖乙可知，電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V，小于燈泡額定電壓2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，需增大燈泡兩端的電壓，則應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器兩端電壓，因此需減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故將滑片向B端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（4）由圖象知，當(dāng)燈兩端的電壓是2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流值為0.2A，額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
通過(guò)圖象還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，是因?yàn)闊艚z電阻受溫度的影響；
（5）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說(shuō)明在連接電路過(guò)程中開關(guān)沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說(shuō)明電路中的電流太大，把燈絲燒斷了，這是由于滑動(dòng)變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
故答案為：（1）如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）2.2；B；
（4）0.5；燈絲電阻受溫度的影響；
（5）連接電路時(shí)開關(guān)是閉合的（或閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片沒有處于阻值最大處）．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)測(cè)量電功率的實(shí)驗(yàn)考查實(shí)物電路的連接、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的分壓作用及額定功率的計(jì)算，同時(shí)還考查了學(xué)生對(duì)圖象的分析和處理能力．