Question

12．小敏同學要測量額定電壓為2.5V、小燈泡的電功率：
（1）連接的不完整實物電路如圖（甲）所示．請用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接（滑動變阻器的滑片向左移動時，燈泡變暗）．

（2）檢查電路連接無誤，閉合開關后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表的指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V．
（4）移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據(jù)圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.75W．觀察圖丙所示的I-U圖象不是直線的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（5）若想接著探究電流與電壓的關系，需要補充的實驗器材是定值電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖丙讀出當燈泡兩端為額定電壓時，通過燈泡的額定電流，據(jù)此選擇電流表的量程；使電流表、燈泡、滑動變阻器以及開關串聯(lián)連接；注意當滑動變阻器的滑片向左移動時，燈泡變暗，說明電路電流變小，滑動變阻器接入電路的阻值變大，故將滑動變阻器的右下接線柱接入電路；
（2）電流表無示數(shù)，說明電路為斷路狀態(tài)；電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；
（3）根據(jù)電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)，然后與額定電壓相比，并根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律確定滑動變阻器兩端電壓的變化，進一步確定滑片移動的方向；
（4）根據(jù)丙圖得出燈泡在額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；
（5）要探究電流和電壓的關系，應使電阻不變．

解答 解：（1）根據(jù)圖丙可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，因此電流表量程選擇0～0.6A的量程；
使電流表的0.6A接線柱與燈泡的左接線柱相連，使滑動變阻器的B接線柱與開關的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）閉合開關后，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路為斷路狀態(tài)；電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連；說明燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.2V＜2.5V；要測量小燈泡的額定功率，需使燈泡兩端電壓為2.5V，因此需減小滑動變阻器兩端電壓，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故需將滑片向B端移動；
（4）根據(jù)圖丙可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以燈泡的I-U圖象不是一條直線；
（5）探究電流與電壓的關系時，需保持電阻不變，所以還需補充定值電阻．
故答案為：（2）燈泡斷路；（3）B；2.5；（4）0.75；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）定值電阻．

點評 此題是“測量小燈泡功率”的實驗，考查了有關電流表和滑動變阻器的連接、電壓表的讀數(shù)、電路故障的分析、滑動變阻器的使用、燈絲電阻與溫度的關系、功率的計算、圖象分析以及控制變量法在實驗中的應用，考查得比較全面．