Question

20．在“探究小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小燈泡標(biāo)有“2.5V”的字樣

（1）請(qǐng)將圖甲中的實(shí)物電路連接完整，要求滑動(dòng)變阻器滑片向右滑時(shí)，電路中電流變�。▽�(dǎo)線不允許交叉）．
（2）電路連接正確后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表、電流表都有示數(shù)，造成這種現(xiàn)象的原因可能是滑動(dòng)變阻器接入阻值太大．
（3）改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，測(cè)得幾組對(duì)應(yīng)的電壓與電流值，作出了圖乙所示的U-I圖象．從圖象可知小燈泡的額定功率是0.625W，小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大；從圖象還可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與其兩端電壓不成正比，造成這種現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，老師給同學(xué)們一個(gè)10Ω的定值電阻R₀和兩只電流表，讓他們測(cè)出標(biāo)有“3.8V”字樣的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻．電路圖如丙所示，請(qǐng)你將實(shí)驗(yàn)過(guò)程補(bǔ)充完整；閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)變阻器的滑片，使電流表  的示數(shù)為0.38A，此時(shí)小燈泡正常發(fā)光，電流表的示數(shù)如圖丁所示，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是11.9Ω（保留一位小數(shù)）．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，電流表、燈泡、變阻器應(yīng)串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡規(guī)格選擇電表量程，根據(jù)滑片向右滑時(shí)，電路中電流變小確定變阻器的接線柱；
（2）閉合開(kāi)關(guān)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表都有示數(shù)，說(shuō)明電路中沒(méi)有斷路，小燈泡不亮的原因是電路中電流太小，小燈泡的實(shí)際功率太小；
（3）分析圖象，利用P=UI，結(jié)合額定電壓2.5V，求出額定功率；并分析曲線圖得出結(jié)論；小燈泡的電阻還受溫度影響；
（4）根據(jù)I=$\frac{U}{R}$確定電流表的示數(shù)，再利用并聯(lián)電路特點(diǎn)電壓相等，根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出其電阻．

解答 解：
（1）探究小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中電流表、燈泡、變阻器應(yīng)串聯(lián)，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表使用0-3V量程，滑片向右滑時(shí)，電路中電流變小，電阻大，所以應(yīng)將變阻器的左下角接線柱接入電路中，如圖所示：
；
（2）兩個(gè)電表都有示數(shù)，說(shuō)明小燈泡既沒(méi)斷路也沒(méi)短路，問(wèn)題出在滑動(dòng)變阻器上，小燈泡不亮，說(shuō)明電路中電流過(guò)小，即滑動(dòng)變阻器接入阻值太大；
（3）由乙圖可知當(dāng)電壓為2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.25A，則小燈泡的額定功率是P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
小燈泡的實(shí)際功率隨實(shí)際電壓的增大而增大；從圖象還可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)小燈泡的電流與其兩端電壓不成正比，造成這種現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻隨溫度升高而增大；
（4）分析電路圖丙可知，電阻R₀與燈并聯(lián)，則根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求電阻兩端的電壓等于小燈泡的額定電壓即U=3.8V，因此電阻中的電流為I=$\frac{U}{{R}_{0}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A；
由圖丁可知電流表讀數(shù)為0.7A，故通過(guò)燈泡的電流為0.32A，則小燈泡的電阻為R′=$\frac{U}{I′}$=$\frac{3.8V}{0.32A}$≈11.9Ω．
故答案為：（1）電路圖如上圖；
（2）滑動(dòng)變阻器接入阻值太大；
（3）0.625；增大；燈絲的電阻隨溫度升高而增大；
（4）0.38；11.9．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生關(guān)于測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的理解和掌握，注意伏安法的應(yīng)用，滑動(dòng)變阻器的連接以及歐姆定律的實(shí)際應(yīng)用是解題關(guān)鍵．