Question

20．小飛在實驗室做測量小燈泡電阻的實驗，他實驗桌上的器材有：學(xué)生電源，電流表，電壓表，滑動變阻器（標(biāo)有“20Ω 2A”），開關(guān)，小燈泡（標(biāo)有“2.5V”字樣），導(dǎo)線若干．
（1）小飛剛將實驗器材連接成如圖甲情況，正好走過他身旁的老師立即指出他的實驗流程出現(xiàn)了錯誤并提醒他及時進行了糾正，這個錯誤是：連接電路前開關(guān)沒有斷開．

（2）請你用筆畫線代替導(dǎo)線將圖所示的電路連接完整（要求：電流表結(jié)0-0.6A的量程，滑動變阻器右滑時燈泡變亮）
（3）小飛連接完電路，將滑片移到阻值最大端，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡未亮，電壓表指針迅速偏轉(zhuǎn)到最大刻度的右邊，出現(xiàn)這種情況的原因可能是小燈泡斷路（選填“短路”或“斷路”）．
（4）排除故障后，小飛移動滑動變阻器的滑片，將三次實驗時電壓表和電流表的示數(shù)記錄到下面表中；當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖乙，其讀數(shù)為0.4A，小燈泡的正常工作的電阻6.25Ω．

次數(shù)	第一次	第二次	第三次
電壓/V	2	2.5	3
電流/A	0.36		0.42

（5）小飛分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，小燈泡的阻值隨電壓、電流的增大而增大（選填“增大”“減小”或“不變”），其原因是小燈泡的電阻容易受到 的影響，然后小飛繪制了燈泡的電流隨電壓變化圖象，如圖丙，正確的是B（選填“A”或“B”）．
（6）小飛還想通過實驗比較小燈泡“實際電流是額定電流一半時的電功率P₁”和“實際電壓是額定電壓一半時的電功率P₂”，但是老師告訴他，根據(jù)已有的實驗數(shù)據(jù)和圖象，就可以比較這兩個電功率，小飛認(rèn)真思考后，很快得出結(jié)論：P₁＜P₂（選填“大于”“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）連接電路前，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓，確定電壓表量程．
（3）滑動變阻器滑動最大阻值，小燈泡不亮，說明電路中可能存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間斷路．
（4）讀出電流表示數(shù)，由R=$\frac{U}{I}$計算電阻．
（5）燈泡電阻隨溫度升高而增大，據(jù)此分析圖象；
（6）如果燈泡電阻不隨溫度變化，則燈泡電壓為其額定電壓一半時的電流等于額定電流的一半，其實際功率等于額定功率的四分之一；實際上燈泡電阻隨溫度升高而增大，所以燈泡實際電壓為額定電壓一半時的電流大于額定電流的一半，此時燈泡實際功率大于額定功率的四分之一；如果燈泡電阻不隨溫度變化而變化，電流等于額定電流一半時，燈泡實際功率等于額定功率的四分之一，實際上燈泡溫度越低，燈泡電阻越小，通過燈泡電流為其額定電流一半時，燈泡電阻小于燈泡正常發(fā)光時的電阻，則燈泡實際功率小于額定功率的四分之一．

解答 解：（1）連接電路前，開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)．

（2）根據(jù)燈泡額定電壓U=2.5V，電壓表選擇0-3V量程，并聯(lián)在燈泡兩端，如圖所示．
（3）滑動變阻器滑動最大阻值，小燈泡不亮，說明電路中可能存在斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表中間小燈泡斷路．
（4）電壓表示數(shù)為額定電壓U=2.5V，電流表量程0-0.6A，分度值0.02A，讀數(shù)0.4A，則電阻為：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
（5）燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，隨燈泡電壓增大，燈泡實際功率變大，燈泡溫度升高，燈絲電阻變大，故圖B符合；
（6）燈泡實際電壓為其額定電壓一半時，它的實際功率P₁＞$\frac{1}{4}$P_額；由P=I²R可知：實際電流等于額定電流一半時，實際功率P₂＜$\frac{1}{4}$P_額，故P₁＞P₂．
故答案為：（1）連接電路前開關(guān)沒有斷開；（2）如圖所示；（3）斷路；（4）0.4；6.25；（5）增大；B；（6）＜．

點評 此題考查了、電流連接注意事項、電路連接、故障分析、功率計算、探究電流與電阻的關(guān)系，電路分析能力，是一道電學(xué)綜合題目．