Question

小明在進行“測量小電燈的功率”的實驗時，實驗臺上給他提供的器材有：6V蓄電池、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動變阻器（50Ω、1.5A）、額定電壓為2.5V的小電燈（正常發光時的電阻約為10Ω）、開關各一個，導線若干．
（1）他連接的實物電路如圖所示，現在要測量小燈炮的額定功率，閉合開關后，正確的操作為：________，最后利用公式求出額定功率．
（2）小明在實驗中電流表應該選擇________的量程，電壓表應該選擇________的量程．
（3）閉合開關后，小明發現燈泡不發光，電流表的示數為零，電壓表的示數為6V，產生此故障的原因可能是下列情況中的________和________．（填寫序號）
A．小電燈短路
B．小電燈的燈絲斷了
C．小電燈的燈座接觸不良
D．電壓表的正、負接線柱接反
E．變阻器滑片放在了最小阻值處
（4）排除故障后，調節滑動變阻器測得如上表所示的三組數據．則小電燈的額定功率為________W．
（5）小明發現，由表中數據計算可知：

實驗次數	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	2.8
電流I/A	0.30	0.36	0.38

小電燈亮度不同時燈絲的電阻不相等．你認為造成這種結果的原因是________．

Answer 1

解：（1）要測量小燈泡的額定功率，閉合開關后，應：調節滑動變阻器，使電壓表示數為U=2.5V，讀出此時電流表示數I，最后利用公式P=UI求額定功率．
（2）燈泡額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V量程；
燈泡的最大額定電流約為I===0.25A，因此電流表的量程選擇0～0.6A．
（3）發現燈泡不發光，電流表的示數為零，電壓表的示數為6V，產生此故障的原因可能是小電燈的燈絲斷了或小電燈的燈座接觸不良，即B、C．
（4）由表格可知，燈泡的額定電流為0.36A，所以燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.36A=0.9W．
（5）由P=UI結合表中數據計算可知：小電燈電功率不同時燈絲的電阻不相等．
而此時燈絲的長度、材料、橫截面積都不變，故造成這種結果的原因是：燈絲電阻隨溫度的變化而變化．
故答案為：（1）調節滑動變阻器，使電壓表示數為U=2.5V，讀出此時電流表示數I；（2）0～0.6A；0～3V；（3）B；C；（4）0.9；（5）燈絲電阻隨溫度的變化而變化．
分析：（1）測額定功率，應調節滑動變阻器，是電壓表示數為燈泡額定電壓2.5V，讀出電流表示數I，由P=UI求出功率．
（2）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，然后根據歐姆定律I=求出燈泡的額定電流，并確定電流表的量程．
（3）電流表的示數為零，電路斷路；燈泡不發光，燈泡之外的電路斷路、燈泡短路、燈泡處斷路，燈泡處斷路可能是燈絲斷了或燈泡接觸不良；電壓表有示數且等于電源電壓6V，說明電壓表與電源正負極連接，電壓表并聯電路之外沒有斷路，綜合分析可知電路故障是燈泡處斷路，可能是燈絲斷了或接觸不良．
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據P=UI求出燈泡的額定功率．
（5）燈泡的功率不同，燈絲溫度不同，燈絲的電阻不相等，說明燈絲電阻隨溫度的變化而變化．
點評：本題考查了測電功率實驗時電表量程的選擇、實物電路的連接、額定功率的計算、電路故障的判斷、燈泡電阻與溫度的關系等；只有當燈泡兩端的實際電壓等于其額定電壓時，燈泡才會正常發光，額定功率等于其實際功率．