Question

13．在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，選用如下器材：2節(jié)干電池、額定電壓為2.4V的小燈泡（額定功率小于1W）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（20Ω  1A）、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖甲所示是小明沒有連接完整的電路．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)幾乎為零，燈泡不發(fā)光，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，小明通過正確操作，得到多組I、U數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的I-U圖象，由圖可知，燈泡兩端電壓為2.4V時(shí)，通過燈泡的電流為0.26A，燈泡的額定功率為0.624W；燈泡電阻隨電壓的增加而增大（選填“增大”或“減小”），導(dǎo)致燈泡電阻變化的主要因素是燈絲電阻受溫度影響．
（4）根據(jù)（1）問中連接好的電路，排除（2）問中故障，移動(dòng)變阻器滑片，能否實(shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.4V？答：不能（選填“能”或“不能”），其理由是燈泡有電阻．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格確定電表量程，由此連接實(shí)物；
（2）電流表無示數(shù)，燈不亮，電路可能有斷路，再由電壓表示數(shù)情況分析判斷電路故障的原因；
（3）由圖乙讀出燈泡電壓為2.4V時(shí)通過燈泡的電流表，由電功率公式P=UI求出燈泡的額定功率；
從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的變化而變化的特點(diǎn)進(jìn)行分析．
（4）滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，從燈泡有電阻這一角度分析．

解答 （1）測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)，電壓表與燈泡并聯(lián)；
由P=UI可知，燈泡正常發(fā)光電流約為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.4V}$=0.42A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，滑動(dòng)變阻器一上一下接入電路中，如圖所示：
；
（2）電流表示數(shù)幾乎為零，燈不亮，電路可能有斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表到電源間是通路，所以故障原因可能是小燈泡斷路造成的；
（3）由圖乙可知，燈泡兩端電壓為2.4V時(shí)，通過燈泡的電流為0.26A，
燈泡的額定功率為：P=UI=2.4V×0.26A=0.624W；
由圖象知，燈泡兩端電壓變化比通過電流的變化大，所以燈泡電阻隨電壓的增加而增大．
導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積以及溫度，燈絲的電阻發(fā)生變化，是因?yàn)闊艚z的溫度發(fā)生變化而致；
（4）由題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，移動(dòng)變阻器滑片，移到滑動(dòng)變阻器的阻值最大，因?yàn)闊襞萦须娮�，所以不能�?shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．
因?yàn)闊襞萦须娮瑁�根�?jù)串聯(lián)電路的分壓原理，當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入阻值最大時(shí)，燈兩端分得的電壓最小，但不能為0，所以不能實(shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.4V，
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）0.26；0.624；增大；燈絲電阻受溫度影響；（4）不能；燈泡有電阻．

點(diǎn)評 本題考查了電路故障分析、電表讀數(shù)、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、求功率等問題，對電表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)先確定電表的量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)，視線要與刻度線垂直．