Question

13．小明做“測定小燈泡電功率”的實驗時，連接的實物電路如圖甲所示，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）用筆畫線替代導(dǎo)線，將實物電路連接完整
（2）連接電路的最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，則連接電路時存在的不規(guī)范或不妥當是：
①連接電路時沒有斷開（斷開/閉合）開關(guān)；
②滑動變阻器的滑片沒有調(diào)到最右（左/右）端．
（3）實驗過程中，當電壓表示數(shù)為2.5V時小燈泡正常發(fā)光，由圖乙可知，此時電流表的示數(shù)為0.3 A，小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）小明受此實驗啟發(fā)，想測定電動自行車上用作照明的LED燈（發(fā)光二極管）電功率．在老師的幫助下通過實驗得到該LED的電流電壓圖象如圖丙所示，查閱資料知道該LED燈的額定電壓為3V，結(jié)合圖象可得該LED的額定功率為0.072W．
（5）針對上述實驗，你認為：
①利用甲圖實驗裝置不能（能/不能）探究“導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系”；
②同一燈泡的亮度跟它的實際功率有關(guān)，而不同燈泡的亮度還跟它的發(fā)光效率有關(guān)．
（6）若只知道一個小燈泡的額定電流為0.2A，則能（能/不能）測出它的額定功率．

Answer 1

分析 （1）把小燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意電表的正負接線柱不要接反；
（2）為保證電路安全，連接電路時開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值；
碰觸電路的最后一根導(dǎo)線時，燈立即發(fā)出明亮的光，可以從開關(guān)與滑動變阻器兩方面分析原因；
（3）確定電流表的量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)；由公式P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由I-U圖象找出3V電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出LED燈的功率；
（5）①在研究電路與電壓關(guān)系時，需要保持電阻一定；燈泡電阻與溫度有關(guān)，溫度越高，電阻越大；
②燈泡亮度決定于燈泡的實際功率；
（6）用電器在額定電壓或額定電流下的功率為額定功率．

解答 解：
（1）小燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，
電路圖如圖所示：
；
（2）碰接電路的最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，是由于連接電路時，沒有閉合開關(guān)，滑動變阻器接入電路的阻值不是滑動變阻器的最大阻值--滑片沒有在最右端；
（3）由圖乙可知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.3A，小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由I-U圖象可知，電壓U=3V對應(yīng)的電流I=24mA=0.024A，LED的額定功率P=UI=3V×0.024A=0.072W；
（5）①要研究電流與電壓的關(guān)系，需要保持電阻一定，改變電阻兩端電壓；而燈泡電阻受溫度影響，不同電壓下燈泡亮度不同，電阻是不同的．所以不能利用上述器材研究電流與電壓的關(guān)系；
②燈泡的亮度決定于實際功率，燈泡越亮，說明實際功率越大；
同一只燈泡，電阻相對變化較小，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，實際電壓越大，燈泡越亮；
（6）知道一個小燈泡的額定電流為0.2A，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使通過小燈泡的電流為0.2A，用電壓表測出此時小燈泡兩端的電壓，根據(jù)P=UI=可以測出它的額定功率．
故答案為：（1）見上圖；（2）①斷開；②右；（3）0.3；0.75；（4）0.072；（5）①不能；②實際功率；電阻；（6）能．

點評 本題考查了測量電功率的實驗中電路、故障的判斷、電流表的讀數(shù)、額定功率的計算，同時還考查了學(xué)生對圖象的分析和處理能力．