Question

8．在“測定小燈泡的電功率”實驗中，電源由兩節(jié)新干電池組成，小燈泡L標有“2.5V”字樣，滑動變阻器標有“10Ω 1A”字樣．
（1）請用筆畫線代替導線，將圖中實物電路正確連接完整．要求：閉合開關S前，移動變阻器的滑片P至左端時，變阻器連入電路的阻值最大．

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)U/V	電流表示數(shù)I/A
1	2.0	0.17
2	2.5	0.20
3	3.0	0.22

（2）連接好電路，閉合開關，觀察到燈泡L不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零．將電壓表分別正確并 聯(lián)在AB、AC、AD兩端，發(fā)現(xiàn)U_AB=U_AC=0，U_AD＞0．請判斷，發(fā)生故障的是CD斷路（選填：AB、BC或CD）．
（3）故障排除后，小明通過實驗測得如表所示的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知燈泡的額定功率是0.5W．
（4）小王通過表格中的實驗數(shù)據(jù)，比較出“實際電壓是額定電壓一半時的電功率P₁”和“實際電流是額定電流一半時的電功率P₂”的大小，則P₁大于P₂（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）測定小燈泡電功率的實驗中，電壓表測燈泡兩端電壓，利用滑動變阻器調節(jié)燈泡兩端電壓，應將變阻器串聯(lián)接入電路，根據(jù)要求完成實物連接；
（2）燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，可能是燈泡短路或斷路造成，故障類型應根據(jù)電壓表示數(shù)情況判斷；
（3）由表格數(shù)據(jù)，找到燈泡額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI計算額定功率；
（4）如果燈泡電阻不隨溫度變化，則U_L=$\frac{1}{2}$U_額時的電流I=$\frac{1}{2}$_額，其P_實=$\frac{1}{4}$P_額；實際上燈泡電阻隨溫度升高而增大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析實際功率與額定功率的關系．

解答 解：
（1）測定小燈泡電功率的實驗中，電壓表測燈泡兩端電壓，由題燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表應使用0-3V量程，利用滑動變阻器調節(jié)燈泡兩端電壓，應將變阻器串聯(lián)接入電路，閉合開關P在左端處于最大值，所以應將右下接線柱接入電路，如圖所示：
；
（2）觀察到燈泡L不發(fā)光，電壓表示數(shù)為零，有可能是燈泡短路或斷路造成的，發(fā)現(xiàn)_AB=U_AC=0，U_AD＞0，說明從D點、燈絲、電流表、滑動變阻器到電壓的正負極是通路，所以是CD之間發(fā)生了斷路；
（3）由表格數(shù)據(jù)可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時正常工作，通過的電流為0.2A，所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根據(jù)公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，燈泡實際電壓為其額定電壓一半時，燈泡電阻減小，它的實際功率P₁＞$\frac{1}{4}$P_額；
根據(jù)P=I²R，實際電流等于額定電流一半時，燈泡電阻減小，實際功率P₂＜$\frac{1}{4}$P_額．故P₁＞P₂．
故答案為：（1）如圖； （2）CD； （3）0.5；（4）大于．

點評 本題考查了實物圖的連接、滑動變阻器的使用、歐姆定律的應用、串聯(lián)電路的特點和電功率等知識掌握情況．要明確：探究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓不變；應用串聯(lián)電路特點與歐姆定律可以求出定值電阻阻值．