Question

19．在“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓是4.5V，小燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約為10Ω．
（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將甲圖的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路（要求滑片向右移動時燈泡變暗，連線不得交叉）

（2）小云同學(xué)連接最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)出明亮的光且很快熄滅．經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)連線正確，出現(xiàn)這一故障的原因有兩個操作不當(dāng)之處：
①開關(guān)沒有斷開；
②滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值位置．
（3）排除故障后，小云同學(xué)閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片P到某點(diǎn)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，為1.8V．若她要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中的滑片P向A（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止，這時電流表的示數(shù)如圖丙所示，計(jì)算出此小燈泡的額定功率是0.8W．
（4）另一實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)中，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電壓表示數(shù)接近4.5V，電流表幾乎無示數(shù)，出現(xiàn)這一故障的原因是燈泡斷路或接觸不良．
（5）小明發(fā)現(xiàn)燈泡的電阻是變化的，他和同學(xué)們通過討論，得出燈絲電阻變化的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（6）如果將圖甲中的小燈泡更換成定值電阻，且電路連接完好，還可以完成的實(shí)驗(yàn)是A
A．探究電流與電壓關(guān)系
B．探究電流與電阻關(guān)系
C．探究電熱的多少與電流大小的關(guān)系
D．探究電流做功的多少與電阻大小的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）將電流表串聯(lián)在電路中，計(jì)算出燈泡的額定電流值，確定電流表的量程；
滑動變阻器串聯(lián)，滑片向右移動時燈泡變暗，則變阻器的電阻需變大；
（2）連接電路過程中，開關(guān)需斷開，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
（3）根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)；
根據(jù)串分壓的知識，要增大電阻兩端的電壓，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，當(dāng)電壓為額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計(jì)算出電功率的值；
（4）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路．．
（5）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大的特點(diǎn)進(jìn)行分析；
（6）已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）電流表與燈泡串聯(lián)，其額定電壓大約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$═0.25A，可選擇0～0.6A的量程；
滑片向右移動時燈泡變暗，則其阻值變大，所以下面應(yīng)接左邊的A接線柱，連圖如下圖所示：

（2）連接最后一根導(dǎo)線時，燈泡立即發(fā)光，說明連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；
燈泡發(fā)光很亮，且又熄滅，說明滑動變阻器的阻值太小，致使燈泡燒壞；
（3）由圖乙知，電壓表的量程應(yīng)為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V；
燈泡兩端電壓低于額定電壓，為使其正常發(fā)光，應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，將滑片向左端即A端滑動，使電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
由圖丙知，電流表的量程應(yīng)為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.32A，則P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路．
（5）由于燈絲電阻與溫度有關(guān)，不同電壓時燈絲的功率不同，溫度不同，所以電阻不同；
（6）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R一定，由電壓表可測出電阻兩端的電壓U，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關(guān)系”關(guān)系實(shí)驗(yàn)．
故答案為：（1）連圖如上圖所示；（2）①開關(guān)沒有斷開；（3）1.8；A；2.5；0.8；（4）燈泡斷路或接觸不良；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（6）A．

點(diǎn)評 本題考查了測“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)器材的正確使用、電路的連接、注意事項(xiàng)、電路故障分析和利用歐姆定律及功率的計(jì)算等問題，雖綜合性強(qiáng)，但都是很基礎(chǔ)、很重點(diǎn)的知識，只要掌握以上知識點(diǎn)，解決此題不難．