Question

小剛測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，選用的電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）實(shí)驗(yàn)的原理是

 

；連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)

 

，電流表的量程應(yīng)選 0-

 

A．
（2）用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，連接完整如圖1所示的實(shí)物電路．
（3）閉合開(kāi)關(guān)前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于

 

（選填“A”或“B”）端．
（4）小剛連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏向0刻線的左側(cè)，電壓表指針偏向3（15）刻度線的右側(cè)，其原因

 

；

 

．
（5）小剛合理地連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮．于是小剛提出以下猜想：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(kāi)路
究竟哪個(gè)猜想正確，可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進(jìn)行判斷（電流表、電壓表均無(wú)故障）．下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，請(qǐng)判斷每種情況下哪個(gè)猜想是正確的，并把其序號(hào)填寫(xiě)在對(duì)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
示數(shù)為零	示數(shù)不為零
示數(shù)為零	示數(shù)為零

（6）排除故障后，閉合開(kāi)關(guān)、移動(dòng)滑片P至電壓表的示數(shù)如圖2所示，其讀數(shù)為

 

V；要獲得小燈泡額定功率的數(shù)據(jù)，滑片P應(yīng)向

 

（選填“A”或“B”）移動(dòng)．
（7）改變滑片P的位置，獲得多組對(duì)應(yīng)的電壓、電流值，繪制得如圖3所示的I-U圖象．由圖象可知，小燈泡兩端電壓是1.5V時(shí)，其電阻是

 

Ω，額定功率是

 

W．
（8）通過(guò)圖象，你還能發(fā)現(xiàn)小燈泡電阻的變化有什么規(guī)律？

Answer 1

分析：（1）測(cè)量燈泡額定功率的原理：P=UI；連接電路時(shí)應(yīng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流選擇電流表量程．
（2）根據(jù)電流表的量程將電流表與燈泡串聯(lián)．
（3）閉合開(kāi)關(guān)前滑片應(yīng)置于最大阻值處．
（4）電流表、電壓表使用時(shí)，電流要從正接線柱流入，負(fù)接線柱流出，否則指針將反轉(zhuǎn)，量程要選擇合適．為了安全起見(jiàn)，在不能有效估測(cè)電流大小的情況下，可選擇大量程先進(jìn)行試觸．
（5）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時(shí)，電路斷路，電路中沒(méi)有電流，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測(cè)量電源電壓；燈泡短路時(shí)，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．燈泡以外的地方斷路，整個(gè)電路都處于斷開(kāi)狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒(méi)有示數(shù)．
（6）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出電表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系確定滑片的移動(dòng)方向．
（7）由圖3所示圖象求出1.5V電壓所對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值；由圖象找出額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，由P=UI求出燈泡額定功率．
（8）根據(jù)圖象分析燈絲的變化規(guī)律，依據(jù)燈絲電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析．

解答：解：（1）測(cè)量燈泡額定功率的原理為P=UI；
連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)；燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流約為I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，故電流表的量程應(yīng)選0～0.6A．
（2）因?yàn)殡娏鞅淼牧砍虨?～0.6A，所以將電流表的0.6A的接線柱與燈泡左端相連，如下圖所示：

（3）閉合開(kāi)關(guān)前，圖中滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于A端，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大．
（4）電流表指針偏向零刻度線的左側(cè)，說(shuō)明電流表的正、負(fù)接線柱接反了；
電壓表的指針迅速偏至最右側(cè)刻度線之外，說(shuō)明被測(cè)電壓太大或電壓表量程選小了；
（5）A、燈絲斷了，電路斷路，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源電壓，電壓表有示數(shù)．
B、燈泡短路，電路電阻減小，電流表示數(shù)增大，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，燈泡中無(wú)電流，兩端無(wú)電壓，電壓表無(wú)示數(shù)．
C、滑動(dòng)變阻器開(kāi)路，整個(gè)電路開(kāi)路，燈泡中無(wú)電流，燈泡兩端無(wú)電壓，電壓表和電流表都無(wú)示數(shù)．

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

，則可能的原因是電流表的量程太�。ń恿诵×砍逃蓤Db所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，所示為2.2V，燈泡兩端電壓小于額定電壓，要測(cè)燈泡額定功率，應(yīng)向B端移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端電壓增大，知道額定電壓2.5V位置．
（6）由圖2所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，所示為2.2V，燈泡兩端電壓小于額定電壓，要測(cè)燈泡額定功率，應(yīng)向B端移動(dòng)滑片，減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，使燈泡兩端電壓增大，知道額定電壓2.5V位置．
（7）由圖c所示圖象可知，電壓為1.5V時(shí)電流為0.15A，
∵I=

U

R

，
∴電阻阻值R=

U

I

=

1.5V

0.15A

=10Ω；
由圖3可知，燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（8）由圖象知，燈絲電阻隨燈泡電壓的增大而變大．
故答案為：（1）P=UI；斷開(kāi)；0.6；（3）A；（4）電流表的正、負(fù)接線柱接反了；電壓表量程選小了；（5）B；A；C；（6）2.2；B；（7）10；0.5；（8）燈絲電阻隨燈泡電壓的增大而變大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)物電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電表讀數(shù)、故障分析、額定功率的計(jì)算及歐姆定律的應(yīng)用，由圖象獲取信息是解題的關(guān)鍵；同時(shí)還考查了燈絲電阻與溫度的關(guān)系．