Question

6．為探究不同電壓下燈泡的實際功率與額定功率的關(guān)系，小明同學(xué)選擇了額定電壓為2.5V的燈泡，連接了如圖所示的電路．

（1）閉合開關(guān)前，小明發(fā)現(xiàn)連錯了一根導(dǎo)線，使得燈泡和電壓表處于短接狀態(tài)（選填“短路”或“短接”）．請在錯誤導(dǎo)線上打“×”，并畫出正確的導(dǎo)線．
（2）改接后，閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光特別亮，此時電流表、電壓表均有示數(shù)，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是滑動變阻器滑片未滑到最大值處．
（3）再次閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，記下燈泡的不同電壓和電流值，并畫出對應(yīng)的U-I關(guān)系圖象a．如圖乙所示，此時燈泡的額定功率為0.625W．當(dāng)電壓表示數(shù)為1.8V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，此時燈泡的功率為0.396W．
（4）根據(jù)圖象a中的有關(guān)數(shù)據(jù)，并通過計算，可以得出的結(jié)論是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．你認為小明的實驗缺少的測量步驟是實際電壓高于額定電壓下燈泡的實際功率．
（5）若用該電阻的阻值，畫出對應(yīng)的U-I關(guān)系圖象b，如圖乙所示．則定值電阻的阻值等于燈泡正常工作電阻．（選填“大于”，“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)線直接接在用電器兩端叫短接，由圖判斷，并修改；
（2）電表均有示數(shù)，說明電路并沒有斷路，燈泡發(fā)光特別亮，說明電路中電流大，由此從滑動變阻器上分析原因；
（3）由圖象讀出額定電壓下燈泡的電流，由P=UI計算燈泡的額定功率；由丙圖讀出1.8V時燈泡的電流，計算實際功率；
（4）根據(jù)圖乙中a的圖線，分別計算幾組燈泡的電阻值得出結(jié)論；探究不同電壓下燈泡的實際功率與額定功率的關(guān)系時，應(yīng)在電壓低于、等于、高于額定電壓下分別測實際功率比較燈泡的亮度；
（5）由圖乙中比較電壓為2.5Va和b電阻即可．

解答 解：
（1）由圖燈泡右側(cè)到電壓表左側(cè)的導(dǎo)線使燈泡和電壓表被短接，并且電流從電壓表負接線柱流入，將滑動變阻器到燈泡右側(cè)改接燈泡左側(cè)即可，如圖所示：

（2）電表均有示數(shù)，說明電路沒有斷路，閉合開關(guān)燈泡就發(fā)光特別亮，說明電路中電流大，電阻小，所以原因可能是滑動變阻器的滑片未滑到最大值造成的；
（3）由乙圖當(dāng)燈泡電壓為2.5V，通過燈光的電流為0.25A，則燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
當(dāng)燈泡電壓為1.8V時，由丙圖電流表使用0-0.6A量程，讀出為0.22A，則燈泡的實際功率為P_實=U_實I_實=1.8V×0.22A=0.396W；
（4）由圖乙中a圖線，當(dāng)U₁=1.0V時，通過燈泡電流I₁=0.15A，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.15A}$≈6.7Ω；
當(dāng)U₂=1.5V時，通過燈泡電流I₁=0.2A，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
當(dāng)U₃=2.5V時，通過燈泡電流I₁=0.25A，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
由此可得：燈絲電阻隨溫度的升高而增大； 探究不同電壓下燈泡的實際功率與額定功率的關(guān)系時，應(yīng)在電壓低于、等于、高于額定電壓下分別測實際功率比較燈泡的亮度．實驗中還缺少實際電壓高于額定電壓下燈泡功率的測量；
（5）由圖象在燈泡正常工作時，即電壓U=2.5V，電阻與燈泡的電流相等，由R=$\frac{U}{I}$可知它們的電阻此時相等．
故答案為：（1）短接；實物圖見上圖：
（2）滑動變阻器的滑片未滑到最大值；
（3）0.625；0.396；
（4）燈絲電阻隨溫度的升高而增大；實際電壓高于額定電壓下燈泡的實際功率；
（5）等于．

點評 本題通過燈泡功率的測量考查了實物連接、電功率和電阻的計算等，這些都�？嫉膯栴}，我們需要掌握好．