Question

11．在測量小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡正常發(fā)光時的電阻約為10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導線，將圖中的甲圖的實物電路連接完整，要求：當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，連線不得交叉．
（2）小明同學連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則出現(xiàn)故障的原因可能是小燈泡短路．
（3）小明同學排除故障后再次閉合開關(guān)，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)（如圖乙所示）為2.2V，若他想測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑動變阻器的滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）小明同學繼續(xù)移動滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U關(guān)系圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W，通過圖象還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這是因為燈絲電阻受溫度的影響．
（5）另一小組的小紅同學實驗時按同一實物電路連接，當她連接好最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光，并且很快熄滅，檢查后發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出她在實驗過程中其中一個操作不當之處：連接電路時開關(guān)是閉合的（或閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片沒有處于阻值最大處）．

Answer 1

分析 （1）在測量小燈泡電功率的實驗中，電流表、燈泡、滑動變阻器以及開關(guān)串聯(lián)連接，根據(jù)歐姆定律求出燈泡額定電流的大約值，然后確定電流表的量程，并將電流表與燈泡串聯(lián)；將滑動變阻器與開關(guān)串聯(lián)，當滑動變阻器的滑片向左移動時，連入電路的電阻變大，因此將滑動變阻器的右下接線柱連入電路；
（2）燈泡不亮，電流表有明顯偏轉(zhuǎn)，電路中無斷路，電壓表示數(shù)為0，則燈泡短路；
（3）根據(jù)電壓表量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表示數(shù)；根據(jù)電壓表示數(shù)與燈泡額定電壓的關(guān)系，結(jié)合串聯(lián)電路分壓的特點判斷滑片的移動方向；
（4）從圖象上找到額定電壓對應(yīng)的點，讀出對應(yīng)的電流，利用P=UI計算額定功率；燈絲電阻隨溫度的升高而增大；
（5）連接實物電路時，為保護電路，注意兩點：一是開關(guān)要斷開；二是滑動變阻器的滑片要移到最大阻值處．

解答 解：
（1）燈泡的額定電流大約為：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表選擇0～0.6A的量程；將電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連；滑動變阻器的滑片向左移動時，變阻器連入電路的電阻變大，因此將滑動變阻器的右下接線柱連入電路；如下圖所示：

（2）小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，說明電路中無斷路，而電壓表示數(shù)為0，則可能是燈泡短路造成；
（3）由圖乙可知，電壓表量程是0～3V，分度值是0.1V，電壓表示數(shù)是2.2V，小于燈泡額定電壓2.5V，要使燈泡正常發(fā)光，需增大燈泡兩端的電壓，則應(yīng)減小滑動變阻器兩端電壓，因此需減小滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向B端移動，直到電壓表的示數(shù)為2.5V為止；
（4）由圖象知，當燈兩端的電壓是2.5V時，對應(yīng)的電流值為0.2A，額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
通過圖象還發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，是因為燈絲電阻受溫度的影響；
（5）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明在連接電路過程中開關(guān)沒有斷開；發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路中的電流太大，把燈絲燒斷了，這是由于滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處造成的．
故答案為：（1）如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）2.2；B；
（4）0.5；燈絲電阻受溫度的影響；
（5）連接電路時開關(guān)是閉合的（或閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片沒有處于阻值最大處）．

點評 本題通過測量電功率的實驗考查實物電路的連接、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的分壓作用及額定功率的計算，同時還考查了學生對圖象的分析和處理能力．