Question

1．測定小燈泡額定功率的實驗器材如圖所示，其中小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，它的電阻約10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖1中的器材連接成實驗電路（導(dǎo)線不要交叉）．
（2）請你畫出該電路圖．
（3）李佳合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器燈泡都不亮．于是李佳提出以下猜想：A．可能是燈絲斷了     B．可能是小燈泡短路     C．可能是變阻器開路；究竟哪個猜想正確，可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進行判斷（電流表、電壓表均無故障），下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，請判斷每種情況下哪個猜想是正確的，并把其序號填寫在對應(yīng)的空格里．

電流表	電壓表	判斷結(jié)果
示數(shù)不為零	示數(shù)為零	B
示數(shù)為零	示數(shù)不為零	A
示數(shù)為零	示數(shù)為零	C

（4）李佳排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)如圖2所示，則通過小燈泡的電流為0.36A，小燈泡的額定功率為1.368W．
（5）李佳根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖3所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比，李佳很納悶，請你幫助他分析原因．

Answer 1

分析 （1）先根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，且與燈泡并聯(lián)；然后根據(jù)歐姆定律求出燈泡的額定電流確定電流表的量程，且與燈泡串聯(lián)；滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，最后與電源、開關(guān)串聯(lián)組成電路．
（2）按電流流向法．先畫出電源的符號，從電源的正極出發(fā)依次畫出串聯(lián)的各電路元件回到負極，最后把電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端即可；
（3）燈泡不亮?xí)r有三種猜想，分析猜想成立時出現(xiàn)的結(jié)果，與電壓表和電流表的示數(shù)進行比對得出答案．
（4）電流表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．知道額定電壓和額定電流，根據(jù)P=UI，計算額定功率；
（5）燈泡的燈絲會隨溫度的變化而改變，這是造成電流與電壓不成正比的真正原因．

解答 解：
（1）燈泡的電流大約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，
所以，電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)，電流從電流表正接線柱流入，從負接線柱流出；
滑動變阻器任意選擇一上一下接線柱串聯(lián)在電路中，起保護電路作用；
開關(guān)控制電路的通斷，串聯(lián)在電路中；從電源的正極開始，依次串聯(lián)開關(guān)、滑動變阻器、燈泡、電流表到電源的負極．實物連接如下：


（2）按電流流向法，先畫出電源的符號，從電源的正極出發(fā)依次畫出開關(guān)、滑動變阻器、燈泡、電流表回到電源的負極，最后最后把電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端即可．如下圖所示：

（3）A、燈絲斷了，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓有示數(shù)．
B、燈泡短路，電路電阻減小，電流增大，電流表有示數(shù)，電壓表測導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
C、變阻器開路，電路斷路，燈泡不亮，電流表和電壓表無法測量，電壓表和電流表都無示數(shù)，故答案為B；A；C．
（3）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.36A，
P=UI=3.8V×0.36A=1.368W．
（4）圖線彎曲說明燈泡的電阻值是變化的，不是定值，
這是因為燈絲電阻隨溫度升高而增大，燈泡兩端電壓越大，
通過燈的電流越大，燈泡的實際功率越大，燈絲溫度越高，電阻越大，所以圖線不是直線． 
故答案為：（1）、（2）如上圖所示；（3）B；A；C；（4）0.36；1.368；（5）燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點評 本題考查了設(shè)計電路圖、電路故障分析、電流表的讀數(shù)、功率的計算、燈絲電阻與溫度的關(guān)系等問題，本題屬于中檔題；設(shè)計實驗電路圖時，應(yīng)根據(jù)實驗?zāi)康�、實驗原理、實驗器材進行設(shè)計，實驗電路的設(shè)計有一定的難度．