Question

11．某實(shí)驗(yàn)小組用伏安法測(cè)量小燈泡的電功率，待測(cè)小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）在連路電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)該是斷開(kāi)的．滑動(dòng)變阻器滑片處于阻值最大處．
（2）檢查電路連接無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡不亮，電壓表指針偏轉(zhuǎn)較大，電流表指針幾乎不動(dòng)．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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過(guò)移動(dòng)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(shí)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(gè)10Ω的定值電阻串聯(lián)后接入電壓為3V的電源兩端，此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率是0.2W．

Answer 1

分析 （1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)，應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，一般情況下將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值．
（2）電流表指針幾乎不動(dòng)，電路中無(wú)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(jì)算額定電功率的大小；
（4）找出燈泡電流隨電壓變化的關(guān)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(gè)定值，所以，根據(jù)串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)，由圖乙找出符合條件的燈對(duì)應(yīng)的電壓和電流值．

解答 解：（1）使用滑動(dòng)變阻器有時(shí)為了保護(hù)電路，這時(shí)滑動(dòng)變阻器應(yīng)該串聯(lián)在電路中；連接電路的過(guò)程中，開(kāi)關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片調(diào)到阻值最大處．
（2）電路中無(wú)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(shuō)明與電壓表并聯(lián)的燈泡所在支路斷路而導(dǎo)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(duì)應(yīng)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(shí)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(dāng)燈電壓U_燈=1.0V，對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)，通過(guò)定值電阻的電流大小等于0.2A，此時(shí)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(diǎn)，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(shí)小燈泡的實(shí)際功率P_實(shí)=U_燈×I=1V×0.2A=0.2W．
故答案為：（1）斷開(kāi)；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(shí)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(diǎn)評(píng) 本題用伏安法測(cè)量小燈泡的電功率，考查電路的連接、常見(jiàn)故障的分析、燈的額定功率及實(shí)際功率的計(jì)算．特別是最后一問(wèn)，易把燈正常發(fā)光時(shí)的電阻當(dāng)成其實(shí)際電阻與定值電阻串聯(lián)求總電阻，是本題的易錯(cuò)點(diǎn)和難點(diǎn)．