Question

18．實(shí)驗(yàn)室購買了一批規(guī)格為“2.6V   0.8W”的小燈泡，為檢測(cè)所購燈泡是否合格，小剛利用其中一只燈泡來做測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)．

（1）在檢査儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表的指針如圖甲所示，則存在的問題是電流表沒有調(diào)零；
（2）（1）中問題解決后，如圖乙所示是小剛連接的實(shí)驗(yàn)電路，其中有一根導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”，并在圖中改正（導(dǎo)線不許交叉）．
（3）電路連接正確后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表和電壓表均有示數(shù)，接下來他最應(yīng)該進(jìn)行的搡作是移動(dòng)滑片觀察燈泡是否發(fā)光；
（4）小剛設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)記錄表格如下表，請(qǐng)你指出表格中的問題：設(shè)計(jì)了電功率平均值一欄；

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓/V	電流/A	電功率/W	電功率平均值/W
1
2
3

小剛又根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成了U-I圖象如圖丙，根據(jù)圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率是0.5W，如果生產(chǎn)這種小燈泡的鎢絲長(zhǎng)度是一定的，則這個(gè)小燈泡的鎢絲的橫截面積比合格產(chǎn)品細(xì)（填“粗”或“細(xì)”）．
（5）小剛的同學(xué)小明選擇另一個(gè)燈泡，想通過實(shí)驗(yàn)來比較燈泡“實(shí)際電壓是額定電壓一半時(shí)的電功率P₁”和“實(shí)際電流是額定電流一半時(shí)的電功率P₂”的大�。�聰明的小剛根據(jù)小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大的規(guī)律，沒有通過實(shí)驗(yàn)也比較出了它們的大小，P₁大于P₂（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（6）若小剛想接著研究電流與電壓的關(guān)系．需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)器材是定值電阻．

Answer 1

分析 （1）使用電流表前應(yīng)對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（2）掌握實(shí)物電路的連接，特別注意電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器的接法，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)；
（3）若電流表、電壓表均有示數(shù)，則燈泡不亮可能是實(shí)際電壓太低造成；
（4）根據(jù)燈絲的電阻隨溫度的升高而增大來進(jìn)行分析；
根據(jù)圖象確定額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出電功率；
將燈泡的測(cè)量功率與標(biāo)的額定功率比較，根據(jù)電功率的大小判斷出電阻的大小，從而得出鎢絲的粗細(xì)．
（5）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(shí)的電流等于額定電流的一半，其實(shí)際功率等于額定功率的四分之一；實(shí)際上燈泡電阻隨溫度升高而增大，所以燈泡實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)的電流大于額定電流的一半，此時(shí)燈泡實(shí)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(shí)，燈泡實(shí)際功率等于額定功率的四分之一，實(shí)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(shí)，燈泡電阻小于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，則燈泡實(shí)際功率小于額定功率的四分之一．
（6）要探究電流和電壓的關(guān)系，應(yīng)使電阻不變．

解答 解：（1）由圖知，電流表指針沒有指在零刻度線上，使用電流表前應(yīng)對(duì)電流表進(jìn)行調(diào)零，使指針指在零刻度線上；
（2）由圖知，電壓表串聯(lián)在電路中了，應(yīng)該并聯(lián)在燈泡兩端，即燈泡右端接線柱與電流表的連線錯(cuò)誤，因此將此導(dǎo)線與電壓表左端接線柱相連，如圖所示：

（3）電流表、電壓表均有示數(shù)，則燈泡不亮的原因是燈泡兩端的實(shí)際電壓過低造成，此時(shí)應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光；
（4）燈絲的電阻與溫度有關(guān)，所以不同電壓下的電阻不同，不應(yīng)該設(shè)置電功率的平均值一欄；
由圖象知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，燈泡中的電流大約等于0.2A，則P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$得，燈絲的電阻偏大，長(zhǎng)度和材料相同，則這個(gè)小燈泡的鎢絲的橫截面積比合格產(chǎn)品細(xì)．
（5）因?yàn)镻=$\frac{{U}^{2}}{R}$，所以燈泡實(shí)際電壓為其額定電壓一半時(shí)，它的實(shí)際功率P₁＞$\frac{1}{4}$P_額；
因?yàn)镻=I²R，所以實(shí)際電流等于額定電流一半時(shí)，實(shí)際功率P₂＜$\frac{1}{4}$P_額，
故P₁＞P₂；
（6）若想接著探究電流與電壓的關(guān)系，需保持電阻不變，所以還需補(bǔ)充定值電阻．
故答案為：（1）電流表沒有調(diào)零；（2）見解答圖；（3）移動(dòng)滑片觀察燈泡是否發(fā)光；（4）設(shè)計(jì)了電功率平均值一欄；0.5；細(xì)；（5）大于；（6）定值電阻．

點(diǎn)評(píng) 本此題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了連接電路過程中需注意的問題，功率的計(jì)算，同時(shí)考查了比較燈泡實(shí)際功率大小，有一定的難度．