Question

15．在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，選用如下器材：2節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡（額定功率小于1W）、電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器（20Ω 1A）、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線(xiàn)．如圖甲所示是小明沒(méi)有連接完整的電路．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將電路連接完整．
（2）正確連接電路后閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)幾乎為零，燈泡不發(fā)光，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，小明通過(guò)正確操作，得到多組I、U數(shù)據(jù)，作出如圖乙所示的I-U圖象，由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.26A，燈泡的額定功率為0.65W；燈泡的電阻隨電壓的增加而增大（選填“增大”或“減小”），導(dǎo)致燈泡電阻變化的主要因素是燈絲的電阻發(fā)生變化，是因?yàn)闊艚z的溫度發(fā)生變化而致．
（4）根據(jù)（1）問(wèn)中連接好的電路，排除（2）問(wèn)中故障，移動(dòng)變阻器滑片，能否實(shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V？答：不能（選填“能”或“不能”），其理由是小燈泡有電阻．

Answer 1

分析 （1）電壓表與被測(cè)電路并聯(lián)，電流表與被測(cè)電路串聯(lián)，根據(jù)電功率計(jì)算公式計(jì)算小燈泡正常發(fā)光的電流，確定量程；滑動(dòng)變阻器采取“一上一下”的連接方式接入電路；
（2））閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動(dòng)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路．
（3）由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.26A，根據(jù)P=UI求得燈泡的額定功率；
從電阻大小的影響因素分析電阻變化的原因；根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的變化而變化的特點(diǎn)進(jìn)行分析．
（4）滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，從燈泡有電阻這一角度分析．

解答 解：（1）小燈泡正常發(fā)光的功率小于1W，由P=UI可知，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，小燈泡正常放光的電流小于0.4A，電流表選擇0～0.6A量程，電路連接如下：

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表幾乎為零，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路．
（3）由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.26A，則P=UI=2.5V×0.26A=0.65W．
導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積以及溫度，燈絲的電阻發(fā)生變化，是因?yàn)闊艚z的溫度發(fā)生變化而致．
（4）由題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，移動(dòng)變阻器滑片，移到滑動(dòng)變阻器的阻值最大，因?yàn)闊襞萦须娮�，所以不能�?shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖：
（2）燈泡斷路；（3）0.26；0.65；增大；燈絲的電阻發(fā)生變化，是因?yàn)闊艚z的溫度發(fā)生變化而致；（4）不能；小燈泡有電阻．

點(diǎn)評(píng) 此題考查電功率的測(cè)量，涉及到小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的故障分析，電功率的計(jì)算等，有很強(qiáng)的代表性，對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要求比較高．