Question

16．在“測量小燈泡電功率”的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V．
（1）圖甲是小莉同學(xué)已連接的部分電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，使滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大．
（2）為保護(hù)電路元件安全，連接電路時開關(guān)應(yīng)斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至D（選填“C”或“D”）端．
（3）小莉連接好電路后，閉合開關(guān)，逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不偏轉(zhuǎn)，出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是小燈泡斷路
（4）排除故障后，閉合開關(guān)進(jìn)行試驗，電壓表示數(shù)為2V，為測量燈泡的額定功率，應(yīng)將滑動變阻器的滑片P向C（填“C”或“D”）端滑動，直到電壓表示數(shù)為2.5V時為止，并做好數(shù)據(jù)記錄；圖乙的U-I圖象是小莉根據(jù)多組實驗數(shù)據(jù)繪制的，根據(jù)圖象可得小燈泡正常發(fā)光時的電阻是12.5Ω，額定功率是0.5W．
（5）根據(jù)圖象，小莉還發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是變化的，造成這一變化的原因是小燈泡燈絲的電阻受溫度的影響
（6）小葉小組同學(xué)按同一電路連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出她在實驗中兩個操作不當(dāng)之處是：
①連接電路時沒有斷開開關(guān)；②閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，根據(jù)滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大，確定其接線情況；
（2）連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至最大值處；
（3）電路故障分兩類：短路和斷路．電路短路時，短路部分無電壓，電流大；電路斷路時，斷路部分無電流，電壓大；
（4）要測量燈泡額定功率，需使燈泡電壓達(dá)到2.5V，由此根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理分析滑片的移動情況；
由圖象讀出電壓表示數(shù)為2.5V時通過燈泡的電流，由R=$\frac{U}{I}$計算小燈泡正常發(fā)光時的電阻，由P=UI計算額定功率；
（5）導(dǎo)體的電阻受溫度影響；
（6）連接實物電路時，開關(guān)要斷開，滑動變阻器滑片要移到阻值最大位置處．

解答 解：（1）測量小燈泡電功率的實驗中，電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中，根據(jù)滑片P向右移動時滑動變阻器接入電路的電阻變大，變阻器左邊電阻絲連入電路，所以應(yīng)將A接入電路中，如右圖所示：
（2）為了保護(hù)電路，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開；閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至最大值D端；
（3）電壓表有示數(shù)說明電壓表與電源連通，電流表無示數(shù)、燈泡不亮可，說明電路斷路或電路的總電阻很大，所以，與電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦�，即小燈泡斷路而�?dǎo)致電壓表串聯(lián)在電路中；
（4）為測量燈泡的額定功率，所以要增大燈泡兩端電壓到2.5V，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小滑動變阻器連入阻值，故P向C端滑動；由圖象，當(dāng)燈泡電壓2.5V時，通過燈泡的電流0.2A，
小燈泡正常發(fā)光時的電阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω：小燈泡額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）燈絲的電阻是變化的，因為不同電壓下燈泡中電流不同、燈絲的溫度不同，小燈泡燈絲的電阻受溫度的影響；
（6）連接好最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路時，沒有斷開開關(guān)；
燈泡發(fā)出明亮耀眼的光，說明電路電流很大，電路電阻很小，閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．
故答案為：（1）見上圖；
（2）斷開；D；
（3）小燈泡斷路；
（4）C；12.5；0.5；
（5）小燈泡燈絲的電阻受溫度的影響；
（6）①連接電路時沒有斷開開關(guān)；②閉合開關(guān)前，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．

點評 本題測量小電燈功率，考查了電路連接、注意事項、電路故障分析與判斷、電阻和功率的計算等，考查的知識點多，綜合性強，這些都是經(jīng)�？疾閱栴}，需熟練掌握．