Question

3．在“測量小燈泡電功率”實驗中，測定小燈泡的額定功率和不在額定電壓下的功率，加以比較，小組同學(xué)研究后連接的部分實物電路如圖所示．圖中電源電壓恒定，小燈泡上只能看到“2.5V”字樣．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實物電路圖1連接完整并根據(jù)實物圖，畫出電路圖．
（2）小偉同學(xué)要測量小燈泡電功率，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于哪一端？估計小燈泡的額定功率為1W左右，連接電表時應(yīng)選擇哪個量程，說明理由．I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故電流表的量程為0-0.6A
（3）按照上述要求正確選擇后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表、電壓表均有示數(shù)，請你說明小燈泡不發(fā)光的根本原因燈泡的實際功率�。�
（4）該小組同學(xué)能夠根據(jù)實驗中記錄的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象，請你根據(jù)圖2中的信息和實驗中看到小燈泡發(fā)光的情況，總結(jié)出一條重要結(jié)論？（寫出分析處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論的過程）

Answer 1

分析 （1）電壓表量程的選擇由燈泡的額定電壓確定和滑動變阻器一上一下的接；
（2）連接電路時，開關(guān)始終斷開，閉合開關(guān)前，滑動變阻器移至阻值最大處，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$算出電流，選出電流表的量程；
（3）燈泡不亮、電流表、電壓表都有示數(shù)，說明電路沒有出現(xiàn)斷路，由此可得出故障所在．
（4）通過計算出的功率，得出燈泡的亮度取決于燈泡的實際功率，實際功率越大，燈泡越亮．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器一上一下的接，如圖．

（2）在連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片位于阻值最大處，即最左端．
根據(jù)I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故電流表的量程為0-0.6A；
（3）燈泡不亮，電流表、電壓表都有示數(shù)，說明電路是通路，但燈泡不發(fā)光根本原因是滑動變阻器的阻值太大，燈泡的電阻太小，實際功率太小，小于小燈泡的發(fā)光功率；
（4）由圖象知：小燈泡的電功率為：P₁=U₁I₁=2V×0.28A=0.56W
P₂=U₂I₂=2.5V×0.30A=0.75W；
P₃=U₃I₃=3V×0.31A=0.93W；
因為3V2＞.5V＞2V，0.93W＞0.75W＞0.56W，所以P₃＞P₂＞P₁，故結(jié)論為：實際電壓大于額定電壓，實際功率大于額定功率．
故答案為：（1）見上圖；（2）最左端；I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故電流表的量程為0-0.6A；（3）燈泡的實際功率�。唬�4）見上分析

點評 本題綜合考查儀表量程的選擇、連接實物電路、故障分析、實驗注意事項以及功率的計算等知識點；會從分析數(shù)據(jù)得出燈泡亮度與燈泡的實際功率有關(guān)，這種形式不但考查了學(xué)生掌握知識的情況，同時也考查了學(xué)生對數(shù)據(jù)處理的能力．