Question

程躍學過“測定小燈泡功率”的實驗后，想測定一個汽車上用的小燈泡的額定功率，請你跟隨程躍邊實驗邊思考，逐一回答下面的幾個問題．
（1）請在下面方框內畫出該實驗電路圖．

（2）程躍選用小燈泡的額定電壓是12V，用干電池作電源不太方便，他利用實驗室中的學生電源進行實驗，發現學生電源能提供2V、4V、6V、8V、10V、12V、14V、16V的電壓，讓你選擇，你會把開關撥在________V位置．
（3）程躍剛連接完最后一根導線，立即看到燈泡發出明亮的光．在一旁觀察的林雨一驚，提醒程躍實驗中有問題．程躍想，我的實驗連線沒有出問題�。≌埬銕椭�程躍找出實驗中兩個操作不當之處：①________；②________．
（4）當小燈泡正常發光時電流表的讀數如圖a所示，此燈泡額定功率是________W．
（5）做完實驗后，程躍將測燈泡電功率實驗與以前做過的伏安法測電阻的實驗進行比較，發現這兩個實驗有許多相似的地方，也有不同之處．請你寫出一個不同之處：________
（6）程躍根據測量燈泡實際功率的多組實驗數據，作出了I-U圖象，如圖24b所示．結果發現圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．程躍很納悶，請你幫助他分析原因．

Answer 1

解：（1）根據P=UI可知：測量功率需要電壓表和電流表，為保護電路和改變燈泡電壓，還需要滑阻，根據各元件使用特點，電路圖連接如下：

（2）因為電源電壓需大于燈泡的額定電壓12V，因此選擇電源時，應選14V或16V的電源；
（3）①連接電路時開關是閉合的②滑動變阻器接人電路中的阻值未調節到最大值處；
（4）電流表的量程為3A，分度值為0.1A，則電流表的示數為1.5A；則P=UI=12V×1.5A=18W
（5）實驗原理不同（測功率用P=UI，測電阻用歐姆定律R=）
（6）燈絲的阻值隨溫度升高而變化（增大），不是定值，得不出正比關系
故答案為（2）14（或16）
（3）①連線時開關是閉合的；②滑動變阻器接入電路中的阻值未調節到最大值處
（4）18
（5）依據物理的原理不同（測功率用P=UI，測電阻用R=U/I）
（6）燈絲的阻值隨溫度升高而變化（增大）．
分析：（1）可根據測功率的實驗原理P=UI來確定實驗的器材，并把這些器材按照使用方法連出電路圖；
（2）因為串聯電路起分壓作用，測燈泡功率時，燈泡和滑動變阻器串聯，因此電源電壓應大于燈泡的額定電壓；
（3）實驗時，為了保護電路，開關要斷開，滑動變阻器滑片置于電阻最大處；
（4）知道燈泡的額定電壓為12V，讀出正常發光電流I，根據P=UI計算；
（4）從實驗目的、原理、用電器不同等方面進行分析；伏安法測電阻原理：R=UI，測電功率原理：P=UI；
（5）這是因為燈絲電阻受燈絲溫度的影響：由于燈泡所加電壓增大，實際功率增大，亮度增加溫度升高，改變了電阻，使圖線不是直線．
點評：知道電阻是導體本身的一種性質，取決于導體的材料、長度、橫截面積，另外受溫度影響．本題涉及故障分析、兩個實驗（測電阻、測電功率）的比較，屬于難題．