Question

9．在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開，電流表的量程應(yīng)選0～0.6A．
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖1中的實(shí)物電路連接完整．
（3）閉合開關(guān)前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于A（選填“A”或“B”）端．
（4）小葉同學(xué)閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖2所示）為2.2V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖1中滑片P向B （選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（5）小向同學(xué)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)，并繪制成如圖3所示的I-U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．
（6）小勇同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中連接好電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，原因可能是小燈泡斷路（寫出一種即可）．
（7）小組同學(xué)們分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的，且實(shí)際功率越大，燈泡發(fā)光越亮．
（8）小組同學(xué)們分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還發(fā)現(xiàn)I與U不成正比，這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）為防止連線時(shí)因接線錯(cuò)誤造成短路而燒壞電路元件，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；根據(jù)已知條件計(jì)算燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流，再確定電流表的量程；
（2）根據(jù)小燈泡的額定電壓確定電壓表選用的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)；前面已經(jīng)確定了電流表的量程，電流表串聯(lián)在電路中；滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”的接法，據(jù)此連接實(shí)物圖；
（3）為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片要處于阻值最大處；
（4）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；
（5）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；
（6）小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，電路可能出現(xiàn)斷路，再由電壓表有示數(shù)分析判斷故障；
（7）燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率，實(shí)際功率越大，燈泡越亮；
（8）燈泡電阻隨燈泡溫度的變化而變化，因此燈泡電阻不是定值，燈泡的電流與電壓不成正比．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng)斷開；
燈泡正常發(fā)光時(shí)電路中的電流：I=I_L=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應(yīng)選0～0.6A量程；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表用0～3V的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)；由前面分析可知，電流表用0～0.6的小量程，電流表串聯(lián)在電路中；滑動(dòng)變阻器采用“一上一下”的接法，如圖所示：

（3）為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片要處于阻值最大處，根據(jù)實(shí)物圖可知，滑片應(yīng)位于A端；
（4）由圖2可知，電壓表量程為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，故應(yīng)將滑片向B端移動(dòng)，直到電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（5）由圖3可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，
所以，小燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W．
（6）小燈泡始終不亮，電流表無示數(shù)，電路可能出現(xiàn)斷路故障，電壓表有示數(shù)，說明電壓表兩接線柱與電源兩極間的電路是通路，所以故障可能是小燈泡斷路；
（7）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡兩端電壓逐漸增大，燈泡逐漸變亮，燈泡的實(shí)際功率逐漸增大，由此說明：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的，且實(shí)際功率越大，燈泡發(fā)光越亮；
（8）因?yàn)闊艚z的電阻與燈絲溫度有關(guān)，燈絲溫度變化時(shí)，燈絲的電阻隨著發(fā)生變化，所以通過小燈泡的電流與小燈泡兩端的電壓不成正比．
故答案為：（1）斷開；0.6；（2）如上圖所示；（3）A；（4）2.2；B；（5）0.5；（6）小燈泡斷路；
（7）實(shí)際功率；實(shí)際功率越大；（8）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)、電路故障分析、求燈泡功率、分析影響燈泡亮度的因素、影響燈泡電阻的因素等，是實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容．