Question

小明在做“測量小燈泡電功率”的實驗中，已知電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V（阻值約為10Ω）
（1）他在檢查儀器時，發現電流表指針如圖甲所示，則接下來的操作是

調零

．
（2）圖乙是小明畫出的實驗電路圖，請你根據電路圖用筆畫線代替導線，幫他將圖丙中未完成的電路接好，要求：電流表、電壓表選擇合適的量程；滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的電阻變小；導線不能交叉．


（3）小明檢查無誤后，閉合開關，調節滑動變阻器的滑片到某一位置，電流表和電壓表的示數如圖丁所示，此時流過小燈泡的電流是

0.22

A，燈泡兩端的電壓是

1.8

V，燈泡的實際功率是

0.396

W．
（4）改變滑動變阻器的阻值，多次測量通過小燈泡的電流和它兩端電壓，根據記錄的數據，小明畫出了小燈泡電流隨其兩端電壓變化的關系圖象（如圖戊所示），根據提供的信息，計算出小燈泡的額定功率為

0.625

W，小燈泡燈絲的電阻隨電壓增大而

增大

，從物理學角度分析，造成這一現象的原因是

電壓增大時，小燈泡功率增大，燈絲溫度升高，電阻增大

．
（5）實驗中，突然發現電壓表的示數變為零，電流表示數增大，電路可能出現的故障是

小燈泡短路

．

Answer 1

分析：（1）在檢查儀表時，首先應看電表的指針是否指零，若不指零，即需要調零；
（2）在據電路圖連接實物圖時，應注意忠實于原圖；據小燈泡的額定電壓，可判斷電壓表的量程；據小燈泡的電阻，結合額定電壓，可判斷電流表的量程；據滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的電阻變小可判斷，應將滑片的右邊的電阻絲接入電路，據上面的提示連接電路既可；
（3）據電流表和電壓表的量程，判斷出電流表和電壓表的示數，然后據公式P=UI計算出電功率既可；
（4）根據小燈泡的額定電壓為2.5V，結合U-I圖象，找出對應的額定電流，根據P=UI計算燈泡的額定功率；觀察U-I圖象，由R=

U

I

計算出幾組電阻，就可判斷燈泡電阻的變化趨勢，然后結合影響電阻大小的因素分析既可．
（5）由電流表判斷電路電流增大，總電阻減小，電壓表示數為0，可能是電壓表測量導線電壓，燈泡短路．

解答：解：（1）據圖能看出，此時電流表的指針不指零，故需調零；
（2）因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表應選用0～3V的量程，由I=

U額

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，所以電流表應選用0～0.6A的量程，且滑動變阻器的滑片向右移動時，連入電路的阻值變小，所以滑動變變阻器滑片的右邊的電阻絲接入電路，故連接過程見下圖：

（3）根據電壓表選用0～3V的量程，可知U_實=1.8V，電流表選用0～0.6A的量程，可知：
I_實=0.22A，P_實=U_實I_實=1.8V×0.22A=0.396W；
（4）由U-I圖象可知，當U_額=2.5V時，I_額=0.25A，所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W；
由U-I圖象可知當U₁=1.5V時，I₁=0.2A，所以R₁=

U1

I1

=

1.5V

0.2A

=7.5Ω；
當U₂=2.5V時，I₂=0.25A，所以R₂=

U2

I2

=

2.5V

0.25A

=10Ω，
故小燈泡燈絲電阻隨電壓增大而增大；在該過程中，燈泡中的電流越來越大，故其 溫度越來越高，故是電壓增大時，燈絲溫度升高，電阻增大造成的；
（5）突然電流表示數增大，電路電流增大，總電阻減小，有短路部分，電壓表測量燈泡電壓，示數為0，可能燈泡短路．
故答案為：（1）調零；（2）如上圖；（3）0.22；1.8；0.396；（4）0.625；增大；電壓增大時，燈絲溫度升高，電阻增大；（5）小燈泡短路．

點評：本題考查了用伏安法測燈泡電功率的實驗中電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用方法．對于電表量程的選擇，應盡量使在不超過電表量程的前提下，使電表指針偏轉幅度盡量大些，以保證可以多測幾組數據，從而歸納出普遍結論．