Question

8．如圖1是伏安法測額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率的實物圖，電源為兩節(jié)干電池，燈泡的電阻值為10Ω左右

（1）按要求連接好實物圖．要求滑動變阻器的滑片P往右移時滑動變阻器的阻值變小．
（2）根據(jù)實物圖在如圖2的方框內(nèi)畫出相對應(yīng)的電路圖；
（3）實驗時，電流表應(yīng)選0～0.6A擋，電壓表應(yīng)選0～3V擋，連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在A端．
（4）閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零，移動滑動變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，則可能的原因是將滑動變阻器的上面兩個接線柱或下面兩個接線柱接入了電路．
（5）改正電路后進行實驗，測得某次實驗結(jié)果如圖3和圖4所示，此時電流表的示數(shù)為0.2安，電壓表的示數(shù)為1.2伏．
（6）在實驗（5）中，你認(rèn)為該同學(xué)的實驗操作不妥之處是電流表量程太大．改進的方法是：改用小量程．
（7）改正電路后按實驗要求，他測出了一組實驗數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如表所示：

電壓（伏）	2.00	2.50	2.80
電流（安）	0.27	0.30	0.32
小燈泡電阻（歐）	7.41	8.33	8.75
亮度變化	越來越亮

將表格中的空格填完整，然后根據(jù)表中的數(shù)據(jù)回答：
①小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．（填“增大”、“不變”或“減少”）
②小燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）使電壓表與被燈泡并聯(lián)，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，滑動變阻器的滑片P往右移時滑動變阻器的阻值變小，說明滑動變阻器的右下接線柱接入了電路；
（2）根據(jù)電流流向，從電源正極將開關(guān)、燈泡、電流表以及滑動變阻器串聯(lián)連接，最后將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光電流的大約值，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
連接電路時，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（4）如果滑動變阻器同時接上面兩個或下面兩個接線柱，移動滑片滑動變阻器接入電路的阻值不變；
（5）由圖3和圖4中電表的量程與分度值，讀出電表的示數(shù)；
（6）實驗時電表量程要適當(dāng)，量程過大，讀數(shù)誤差較大，量程太小，可能會損壞電表；
（7）根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡在不同電壓下燈絲的阻值；
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知燈絲電阻與溫度的關(guān)系；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)讀出燈泡的額定電壓和額定電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）已知燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動變阻器的右下接線柱與電源正極相連；如下圖所示：

（2）從電源正極依次串聯(lián)開關(guān)、燈泡、電流表以及滑動變阻器回到電源負極，如下圖所示：

（3）燈泡正常發(fā)光時的電流約為I=$\frac{U}{R}$$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表選擇0～0.6A量程；
因為燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；
連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)放在阻值最大處，即A端．
（4）當(dāng)滑動變阻器同時接上面兩個接線柱時，滑動變阻器被短路，當(dāng)滑動變阻器同時接下面兩個接線柱時，滑動變阻器被接成定值電阻，如果出現(xiàn)這兩種情況，移動滑動變阻器滑片，電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化．
（5）由圖3所示電流表可知，其量程是0～3A，分度值為0.1A，電流表示數(shù)為0.2A；
由圖4所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為1.2V．
（6）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，最大電流為0.32A，電流表選擇0～3A量程，電流表所選量程太大，導(dǎo)致的實驗誤差較大，應(yīng)換用小量程0～0.6A；
（7）由I=$\frac{U}{R}$可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.27A}$≈7.41Ω；
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.32A}$=8.75Ω．
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，燈泡兩端電壓越高，燈絲的溫度越高，燈絲的電阻越大，即小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時，通過的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（3）0～0.6A；0～3V；斷開；A；（4）將滑動變阻器的上面兩個接線柱或下面兩個接線柱接入了電路；（5）0.2；1.2；（6）電流表量程太大；改用小量程；（7）7.41；8.33；8.75；①增大；②0.75W．

點評 本題考查了求燈泡額定功率、電路故障分析、電表讀數(shù)、電表量程選擇、燈絲電阻與溫度的關(guān)系、歐姆定律和功率計算公式的應(yīng)用；對電表讀數(shù)時，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．