Question

測定小燈泡額定功率的實驗器材如圖1所示，其中小燈泡上標有“3.8V”的字樣，它的電阻約10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導線，把圖1中的器材連接成實驗電路（導線不要交叉）．
（2）小剛合理地連接好電路，閉合開關，無論怎樣調節滑動變阻器燈泡都不亮．于是小剛提出以下猜想：
A．可能是燈絲斷了   
B．可能是小燈泡短路
C．可能是變阻器開路
究竟哪個猜想正確，可根據電流表和電壓表的示數進行判斷（電流表、電壓表均無故障）．下表給出了電流表、電壓表可能出現的幾種情況，請判斷每種情況下哪個猜想是正確的，并把其序號填寫在對應的空格里．

電流表	電壓表	判斷結果
示數不為零	示數為零
示數為零	示數不為零
示數為零	示數為零

（3）小剛排除故障后，調節滑動變阻器使小燈泡正常發光，此時電流表示數如圖2所示，則通過小燈泡的電流為

 

A，小燈泡的額定功率為

 

W．
（4）做完實驗后，程躍將測燈泡實際功率實驗與以前做過的測某一固定電阻阻值的實驗進行比較，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：

 

．
（5）程躍根據測量燈泡實際功率的多組實驗數據，做出了I-U圖象，如圖3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

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；伏安法測燈泡額定電功率，應把電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表串聯接入電路，電壓表與燈泡并聯，據此連接電路圖；連接電路時，注意電表正負接線柱不要接反，注意滑動變阻器的接法．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡電路存在斷路或短路造成的，根據電表示數情況判斷電路故障原因．
（3）由圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，然后由電功率公式求出燈泡額定功率．
（4）根據對兩個實驗的掌握，從實驗目的、原理等方面分析答題．
（5）可從溫度對燈泡電阻的影響分析原因．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表應選0～15V量程，燈泡正常發光時的電流I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，電流表選0～0.6A量程，伏安法測燈泡電功率的實物電路圖如圖所示．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；
①電流表示數不為零，說明電路不存在斷路，燈泡不亮只能是燈泡短路造成的，故B正確；
②電流表示數為零，說明電路存在斷路，電壓表示數不為零，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外不存在斷路，故電路故障是燈泡斷路，故A正確；
③電流表示數為零，說明電路存在斷路，電壓表示數為零，說明電壓表兩接線柱與電源兩極不相連，電壓表并聯電路之外存在電路，可能是與燈泡串聯的滑動變阻器開路，故C正確；電路故障原因如下表所示．

電流表	電壓表	判斷結果
示數不為零	示數為零	B
示數為零	示數不為零	A
示數為零	示數為零	C

（3）電流表量程是0～0.6A，由圖2所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，
電流表示數是0.36A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.36A=1.368W；
（4）測燈泡實際功率的實驗原理是：P=UI，測定值電阻阻值的實驗原理是歐姆定律，這兩個實驗的實驗原理不同．
（5）由于燈絲電阻隨溫度的升高而變大，燈絲電阻不是定值，
燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流不成正比，所以I-U圖象不是直線．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）如上表所示；（3）0.36；1.368；（4）實驗原理不同；（5）燈絲電阻隨溫度的升高而變大．

點評：本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、電流表讀數、求燈泡額定功率、影響燈泡電阻的因素等問題，是實驗的常考問題，一定要掌握；連接電路圖時要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反，要掌握滑動變阻器的接法．