Question

3．某同學要測量一個額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，如圖1圖已經(jīng)畫出了實驗電路圖．

（1）如圖2所示的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確，請你在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法．
（2）在閉合開關前，應該把滑動變阻器的滑片調到最左 （選填“左”或“右”）端．該同學在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件完好，為了能使小燈泡發(fā)光，下一步應進行的操作是C 
A．更換一相同規(guī)格的小燈泡  B．檢查電路是否斷路   C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）然后正常進行實驗，有關記錄在右表：
①該同學觀察到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結論呢？燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率燈泡實際功率越大，燈泡越亮
（寫出一條即可）．
②由于粗心大意，該同學沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.2V）^{2}}{0.22A}$=10Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．則燈泡的額定功率＜

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16

0.625W（選填“＞”、“=”或“＜”），原因是小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）該同學在實驗中進行了3次實驗（測量），下列實驗中也都采用了多次實驗（測量），其中與本實驗中多次實驗的目的不同的是C 
A．探究重力與質量的關系時，改變鉤碼的質量進行多次實驗
B．探究電流與電阻的關系時，改變定值電阻的阻值進行多次實驗
C．測量課本的長度時，進行多次測量
D．探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律時，換用不同規(guī)格的燈泡多次實驗．

Answer 1

分析 （1）實物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法上考慮；
（2）連接電路時，開關應斷開；閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
兩塊電表均有示數(shù)，所以應該排除斷路和短路情況，則可能因為滑動變阻器的阻值太大，而造成了電路中的電流太小，為使燈泡發(fā)光，應減小滑動變阻器的阻值；
（3）①計算出燈泡的電功率，得出燈泡亮暗與實際電功率的關系；
②因為燈泡電壓增大，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大．
正常發(fā)光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻，即：R＞7.9Ω；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知計算出的額定功率偏大還是偏��；
（4）在測量小燈泡的功率的實驗中多次測量時為了得出燈泡的亮暗與實際功率的關系、燈絲電阻與溫度的關系，有的實驗多次測量求平均值是為了減小誤差．

解答 解：（1）從實物圖中可以看出，電壓表并聯(lián)在燈泡和滑動變阻器的兩端，測燈泡和滑動變阻器的總電壓，所以電壓表的“3”接線柱和滑動變阻器右下端接線柱連接錯誤，應把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，即將電壓表的“3”接線柱和燈泡右端接線柱連接，如下圖：

（2）連接電路時，開關應該斷開；由電路圖可知，滑片在最左端時，滑動變阻器接入電路的阻值最大，因此閉合開關前，滑片應置于左端；
發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，說明小燈泡未發(fā)生斷路和短路，則小燈泡不亮的原因是電路中的電流太小，所以下一步的操作是應該移動滑動變阻器滑片，減小滑動變阻器的阻值，觀察小燈泡是否發(fā)光；
（3）①根據(jù)表格中數(shù)據(jù)知，電壓越大，電流值越大，根據(jù)P=UI，燈泡的功率越大，根據(jù)燈泡的亮暗關系可得燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率，燈泡實際功率越大，燈泡越亮；
②由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以當電壓為2.5V時，燈絲的電阻應大于10Ω，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，此時的電功率應小于0.625W；
（4）實驗多次測量是為了探究燈泡亮暗與實際功率的關系或燈絲電阻與溫度的關系；
ABD多次測量都是為了進一步探究，得出結論，而C是多次測量求平均值，所以C的實驗目的不同．
故答案為：（1）見上圖；（2）左；C；（3）①燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率；②＜；燈絲的電阻隨溫度升高而變大；（4）C．

點評 此題是測量小燈泡的額定功率，主要考查了電路的連接、滑動變阻器的使用，同時考查對實驗數(shù)據(jù)的分析及電功率公式的應用，其中涉及了燈絲電阻與溫度的關系及實驗中多次測量的目的．考查得比較全面．