Question

如圖2，“測定小燈泡的功率”實驗，電源為三節新的干電池，燈泡額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為10Ω．
要求：（1）將電路中未連接部分連接好；
（2）實驗的原理是

 

．
（3）S閉合前，滑動變阻器的滑片應移到

 

端，作用是

 

，在實驗過程中滑動變阻器的另一個作用是

 

．
（4）當閉合開關時，電路中可能出現的不正常的現象（見下表）．

電路中出現的不正常現象			原因
電燈的亮暗	電流表示數（A）	電壓表示數（V）
不亮	0	4.5

請你參考下列選項，把表中空白部分補充完整（只填選項代號）．
A．電路中e、f間斷路     B．電路中e、f間短路
C．滑動變阻器連入電路中的電阻太小
（5）故障排除后，進行實驗，根據測出的數據，畫出了小燈泡電流電壓變化的關系圖象（圖3）．由圖可以判斷，小燈泡額定功率為

 

W．
（6）根據圖3還可以判斷，燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸

 

，原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發光時的電流確定電流表量程，把燈泡與電流表串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端．
（2）實驗中測出燈泡兩端的電壓和燈泡中的電流，根據P=UI求出燈泡的電功率；
（3）為保護電路，閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為最大阻值，根據滑動變阻器的接法判斷滑片的位置；
改變滑動變阻器接入電路的阻值，可以改變電路電流，從而改變燈泡兩端的電壓．
（4）判斷電路故障時，既要看燈泡的發光情況，又要參考電流表和電壓表的示數；
（5）在圖象中找出和燈泡的額定電壓對應的額定電流，根據P=UI求出燈泡的額定功率；
（6）金屬導體的電阻會隨溫度的升高而變大．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為2.5V，電壓表選0～3V量程，燈泡正常發光時的電流約為I=

U

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A，電流表選0～0.6A量程，把電流表與燈泡串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，實物電路圖如下圖所示：

（2）實驗的原理是P=UI；
（3）由電路圖知：滑片在滑動變阻器右端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，所以為保護電路，閉合開關前滑動變阻器滑片應移到右端；
在實驗過程中移動滑動變阻器滑片，可以改變滑動變阻器接入電路的阻值，從而改變電路電流，改變燈泡兩端的電壓；
（4）電壓表有示數，說明電路是通的，燈泡不亮、電流表無示數，說明電路中e、f間（燈泡處）斷路，而電壓表的阻值非常大，因此電流表幾乎無示數，應為故障A；
（5根據圖象3可知，當電壓為額定電壓2.5V時，對應的電流值為0.3A，則燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（6）當小燈泡的電壓升高時，實際功率也變大，溫度升高，對于小燈泡的燈絲的電阻會變大．
故答案為：（1）見上圖；（2）P=UI；（3）右；保護電路；改變燈泡兩端的電壓；（4）見下表；（5）0.75；（6）增大；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

電路中出現的不正常現象			原因
電燈的亮暗	電流表示數（A）	電壓表示數（V）
不亮	0	4.5	A

點評：本題考查了伏安法測電功率的實驗，主要考查的是學生對實物圖的鏈接、實驗原理、滑動變阻器的作用、故障分析、電功率計算公式和圖象分析處理能力的理解和掌握，綜合性很強．這類實驗操作類的題，學生一定要平時多做實驗，在實驗過程中提高動手能力，這樣對于電路故障就容易找原因及發現解決故障的方法．