Question

11．某實驗小組用伏安法測量小燈泡的電功率，待測小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）在連路電路時，開關應該是斷開的．滑動變阻器滑片處于阻值最大處．
（2）檢查電路連接無誤后，閉合開關S，燈泡不亮，電壓表指針偏轉(zhuǎn)較大，電流表指針幾乎不動．產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）故障排除后進行實驗，通過移動滑片記錄了多組數(shù)據(jù)，并作出了如圖所示的I-U圖象．據(jù)圖可知小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）根據(jù)圖象可知，小燈泡的電阻隨電壓的升高逐漸升高，原因是電壓升高，小燈泡的實際功率變大，燈絲溫度升高，并且燈絲電阻隨溫度升高而變大．
（5）現(xiàn)將該小燈泡與一個10Ω的定值電阻串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端，此時小燈泡的實際功率是0.2W．

Answer 1

分析 （1）為保護電路，連接電路時，應斷開開關，一般情況下將滑動變阻器串聯(lián)在電路中滑動變阻器接入電路的阻值應為最大阻值．
（2）電流表指針幾乎不動，電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的之外部分一定完好，據(jù)此確定故障所在；
（3）根據(jù)額定功率的定義，找出額定電壓下的電流，根據(jù)P_額=U_額I計算額定電功率的大��；
（4）找出燈泡電流隨電壓變化的關系，然后由歐姆定律判斷燈泡電阻隨燈泡電壓如何變化．
（5）小燈泡的電阻隨電壓（溫度）的變化而變化，不是一個定值，所以，根據(jù)串聯(lián)電路電流和電壓的特點，由圖乙找出符合條件的燈對應的電壓和電流值．

解答 解：（1）使用滑動變阻器有時為了保護電路，這時滑動變阻器應該串聯(lián)在電路中；連接電路的過程中，開關閉合前，應將滑片調(diào)到阻值最大處．
（2）電路中無電流，則為斷路，電壓表有示數(shù)，則與電壓表并聯(lián)的之外部分一定完好，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路而導致電壓表串聯(lián)在電路中了，可能的原因是小燈泡斷路；
（3）由圖乙知，燈額定電壓2.5V對應的電流為0.3A，所以其額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）根據(jù)圖象可知，小燈泡的電阻隨電壓的升高逐漸升高，其原因是電壓升高，小燈泡的實際功率變大，燈絲溫度升高，并且燈絲電阻隨溫度升高而變大；
（5）由圖乙知，只有當燈電壓U_燈=1.0V，對應的電流I=0.2A時，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點，通過定值電阻的電流大小等于0.2A，此時定值電阻的電壓U_定=IR=0.2A×10Ω=2V，又根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，燈和定值電阻的總電壓U=U_燈+U_定=1V+2V=3V剛好為電源電壓．
所以，此時小燈泡的實際功率P_實=U_燈×I=1V×0.2A=0.2W．
故答案為：（1）斷開；阻值最大處；（2）燈泡斷路； （3）0.75；（4）升高；電壓升高，小燈泡的實際功率變大，燈絲溫度升高，并且燈絲電阻隨溫度升高而變大；（6）0.2W．

點評 本題用伏安法測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、常見故障的分析、燈的額定功率及實際功率的計算．特別是最后一問，易把燈正常發(fā)光時的電阻當成其實際電阻與定值電阻串聯(lián)求總電阻，是本題的易錯點和難點．