Question

17．某小組想探究不同電壓下小燈泡電功率的特點，實驗室提供了下列器材：電池組（電壓為4.5V恒定），額定電壓2.5V的小燈泡（電阻大于8Ω）．電壓表、電流表、開關(guān)各一只，規(guī)格不同的兩個滑動變阻器“5Ω  1A”和“15Ω  2A”），導(dǎo)線若干．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整，是滑片P向A端移動時，小燈泡變暗．閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于B端．（選填“A”或“B”）

（2）該小組完成了電路連接后，閉合開關(guān)，未移動滑片P時，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮；移動滑片P時，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變大，而電壓表示數(shù)變小，則產(chǎn)生這兩個異常現(xiàn)象的原因可能是閉合開關(guān)前滑片沒有置于阻值最大處，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．經(jīng)認(rèn)真查改電路后，重新閉合開關(guān)，移動滑片P到三處不同位置，并在下面設(shè)計的表格中記錄了對應(yīng)電壓值下電流表示數(shù)和燈泡的發(fā)光亮度，該小組將記錄的數(shù)據(jù)繪制成了I-U圖象如圖乙，請結(jié)合圖象將第1次實驗測量的數(shù)據(jù)記錄在表格中空白處．

實驗 次數(shù)	燈泡兩端的電壓/V	通過燈泡的電流/A	燈泡 亮度	燈泡的功率/W	燈泡的平均功率/W
1	2.5	0.30	正常發(fā)光
2	1.5	0.24	較暗	0.36
3	3	0.32	較亮	0.96

（3）小燈泡的額定功率為0.75W，表格中不應(yīng)該設(shè)計的一項內(nèi)容為燈泡的平均功率．
（4）分析表中數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是燈泡亮度隨燈泡實際功率的增大而變亮．（寫出一條）
（5）實驗結(jié)束后，整理器材時，該小組發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的PB部分比DP部分熱，這是因為PB部分與DP部分串聯(lián)，PB部分電阻大于DP部分電阻（選填“大于”或“小于”），根據(jù)焦耳定律可知PB部分產(chǎn)生的熱量較大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題目要求確定滑動變阻器的接法，把燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）根據(jù)電路現(xiàn)象分析電路故障原因；由圖示圖象求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，完成表格．
（3）由P=UI求出燈泡額定功率，燈泡在不同電壓下的實際功率不同，求不同電壓下實際功率的平均值沒有意義．
（4）分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)燈泡亮度與實際功率的關(guān)系答題．
（5）應(yīng)用焦耳定律分析答題．

解答 解：（1）是滑片P向A端移動時，小燈泡變暗，滑動變阻器接入電路的阻值變大，滑動變阻器應(yīng)接A接線柱，把燈泡、滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示．

為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，滑片P應(yīng)位于B端．
（2）閉合開關(guān)，未移動滑片P時，小燈泡很亮，說明燈泡實際功率很大，電路電流很大，電路電阻很小，可能是閉合開關(guān)前滑片沒有置于阻值最大處造成的；移動滑片P時，電流表示數(shù)變大，說明電路總電阻減小，滑動變阻器接入電路的阻值減小，此時滑動變阻器分壓減小，燈泡兩端電壓變大，電壓表示數(shù)變小，說明電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，由圖示圖象可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.30A．
（3）燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；燈泡在不同電壓下的實際功率不同，求燈泡不同電壓下實際功率的平均值沒有意義．
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，燈泡實際功率越大，燈泡越亮．
（5）由Q=I²Rt可知，電流與通電時間相等時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；滑動變阻器的PB部分比DP部分熱，這是因為PB部分與DP部分串聯(lián)，PB部分電阻大于DP部分電阻．
故答案為：（1）如圖所示；A；（2）閉合開關(guān)前滑片沒有置于阻值最大處，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端；2.5；0.30；（3）0.75W；燈泡的平均功率；（4）燈泡亮度隨燈泡實際功率的增大而變亮；（5）大于．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、電路現(xiàn)象分析、實驗數(shù)據(jù)分析；燈泡在額定電壓下正常發(fā)光，由圖示圖象求出額定電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI可以求出燈泡額定功率．