Question

小明想利用以下提供的器材測量兩個小燈泡的電功率（小燈泡的額定電壓分別為2.5V、3.8V，阻值均約為10歐．）所提供的器材分別有：電流表、電壓表、單刀雙擲開關和電源（電壓約為6V）各一個，滑動變阻器（“10Ω2A”“50Ω1A”）兩個，導線若干，單刀雙擲開關的符號是，當刀扳到上邊時，a，b兩個接線柱連通；刀扳到下邊時，a，c兩個接線柱連通．
（ 1）請按下面的要求在虛線框內畫出實驗電路圖．（要求：設計一個電路，只能通過開關改變電路連接，完成兩個小燈泡電功率的測量；用一個滑動變阻器．）
（2）請你幫助小明在下面畫出記錄一只小燈泡實驗數據的表格．
（3）小明按符合設計要求的電路圖正確連好電路后，將單刀分別擲于b，c兩點時，發現其中一個小燈泡發光過亮，不能進行實驗．為了完成實驗，他應：______．
（4）小明改裝錯誤后進行實驗，依據實驗記錄的數據，畫出了通過額定電壓為2.5伏小燈泡的電流隨其電壓變化關系曲線，如圖所示．則這只燈泡的額定功率
是______ W．
（5）由圖示可知，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，其原因是______．

Answer 1

解：（1）電流表串聯、電壓表與兩燈泡并聯，開關的分別與兩燈泡連接，如圖所示；
（2）表格中需要記錄三組結果，并分別記錄電壓、電流和電功率的大小，如下表所示；

測量次數	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1
2
3

（3）燈泡過亮說明電路中的電流過大，電阻過小，因此因更換最大阻值為50Ω的滑動變阻器；
（4）圖象中電壓2.5V對應的電流約為0.25A，因此，其額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）根據圖中的曲線可初步判斷，燈絲的電阻不是固定的，它隨著溫度的升高而增大．
故答案為：（1）如圖；（2）見表格；（3）換用最大阻值為50Ω的滑動變阻器；
（4）0.625；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
分析：（1）設計電路圖時，注意用電壓表與兩個燈炮并聯，電流表串聯在電路中，用滑動變阻器控制整個電路，使所提供開關的b、c點與兩個燈泡連接；
（2）表格的設計要能記錄電壓、電流、電功率，同時要注意測量至少三次以上；
（3）燈泡的額定功率就是在額定電壓下的功率，因此可從圖中讀出數據，利用公式進行計算；
（4）燈泡燈絲的阻值會隨溫度的變化而變化，因此是不可能完全成正比的．
點評：（1）設計電路圖關鍵是要明確實驗的原理，知道各個元件在電路中發揮的作用；
（2）知道要測量和最終算出哪些數據，這就是我們要在實驗表格中記錄的內容；
（3）實驗中選擇的器材要符合實驗的要求才行，包括滑動變阻器的阻值、電表的量程、小燈炮的規格等；
（4）本實驗利用的原理是功率的公式P=UI，這是我們必須明確的；
（5）小燈炮燈絲的阻值會隨溫度的升高而增大，這也是一條普遍的規律，是我們應該了解的．