Question

8．小明用圖甲所示電路圖測量小燈泡的電功率，小燈泡的額定電壓為2.5V，電源電壓為4.5V，正常發(fā)光時(shí)電阻約為10Ω．
（1）用筆畫線表示導(dǎo)線，選好電流表量程，將圖乙電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)后，小燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為4.5V，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因可能是B．
A．小燈泡短路    B．小燈泡斷路    C．電流表接觸不良    D．電流表短路
（3）小明排除了上述電路故障后，實(shí)驗(yàn)時(shí)當(dāng)小明移動滑片P到某點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖丙所示為2.2V，她想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片P向D（選填“C”或“D”）端移動．
（4）小明移動滑片P記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丁所示的I-U圖象，可計(jì)算出小燈泡的額定功率為0.5W．
（5）小明的同桌小紅對圖丁所示的I-U圖象產(chǎn)生了困惑，根據(jù)歐姆定律，在電阻不變時(shí)，電流與電壓成正比，所連成的線應(yīng)是一條直線，而實(shí)際卻不是這樣，請你替小紅解釋一下．你的解釋是燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．
（6）不更換此實(shí)驗(yàn)裝置任何電學(xué)元件，還能做的實(shí)驗(yàn)是燈泡的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系實(shí)驗(yàn)（或通過燈的電流隨電壓變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)只要合理即可）．

Answer 1

分析 （1）求出燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小，確定電流表的量程，將電流表與燈串聯(lián)，變阻器接線柱按一上一下的原則串聯(lián)接入電路中；
（2）電流表無示數(shù)，說明電路斷路或電路的電阻很大；電壓表有示數(shù)，說明在電壓表與電源連通，據(jù)此判斷；
（3）電壓表的示數(shù)為2.2V，為使電壓表示數(shù)增加為2.5V，就要使滑動變阻器分壓減小，連入電阻減小，選擇滑片的移動方向；
（4）從U-I圖象上找出當(dāng)電壓為2.5V時(shí)的電流，用P=UI計(jì)算額定功率；
（5）小燈在發(fā)光的同時(shí)也在發(fā)熱，而溫度的變化對電阻值的變化的影響較大，使得所連成的線不是一條直線；
（6）在現(xiàn)有器材條件下，通過比較電壓與對應(yīng)電流的關(guān)系，可做電流隨電壓變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)；或測出燈的幾組實(shí)際功率，研究燈的亮度與實(shí)際功率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）燈正常發(fā)光時(shí)的電流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表選用小量程，變連器滑片以右電阻絲連入電路中，接實(shí)物圖如右下圖：


（2）連好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈終不亮，電流表無示數(shù)，說明電路斷路或電路的電阻很大；電壓表有示數(shù)，說明在電壓表與電源連通，所以故障可能是小燈泡斷路；
（3）電壓表小量程的分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V，要測燈的額定功率，燈兩端電壓應(yīng)為2.5V，要增大燈的電壓，減小變阻器分是的電壓，根據(jù)分壓原理，要使滑動變阻器連入電阻減小，應(yīng)向D移動滑片；
（4）由圖丁知，燈在額定電壓下對應(yīng)的電流為0.2A，小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）小燈泡工作時(shí)發(fā)光、發(fā)熱，溫度很高，因燈絲電阻受溫度的影響，使得電阻不是定值，R=$\frac{U}{I}$，所以電路中的電流與電壓不成正比，不是直線；
（6）不更換此實(shí)驗(yàn)裝置任何電學(xué)元件，還能做的實(shí)驗(yàn)是燈泡的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，通過燈的電流隨電壓變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)等（合理即可）．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）B；
（3）2.2；D；
（4）0.5；
（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而變大；
（6）燈泡的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系實(shí)驗(yàn)（或通過燈的電流隨電壓變化關(guān)系的實(shí)驗(yàn)只要合理即可）．

點(diǎn)評 本題測量小燈泡的電功率，考查電路的連接、故障的分析、實(shí)驗(yàn)操作過程、額定功率的計(jì)算、影響電阻大小的因素等知識，綜合性較強(qiáng)．