Question

7．在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，小華選用如下器材：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）、開關(guān)和導(dǎo)線．如圖甲所示是他沒有連接完整的電路：
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將電路連接完整．
（2）正確連接電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表的示數(shù)為零，燈泡不發(fā)光，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡處斷路了．

（3）排除故障后，小華通過正確的操作，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，燈泡兩端的電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.26A，燈泡的額定功率為0.65W．我們還發(fā)現(xiàn)，燈絲的電阻是變化（選填“不變”或“變化”）的，原因是燈絲電阻受到溫度的影響．
（4）根據(jù)第（1）問中連接好的電路，排除第（2）問中的故障，開關(guān)閉合后，移動(dòng)變阻器滑片，能否實(shí)現(xiàn)燈泡兩端的電壓從零連續(xù)變化到2.5V？
答：不能（選填“能”或者“不能”）；其理由是：小燈泡有電阻會(huì)分壓，其兩端電壓不會(huì)為零，因此不能從零連續(xù)變化到2.5V．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡的額定電壓和功率求出電流，從而判定電流表的量程，滑動(dòng)變阻器采用一上一下的接法．
（2）閉合開關(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)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，與電壓表并聯(lián)的小燈泡之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路；
（3）根據(jù)額定功率的定義，找出額定電壓下的電流，根據(jù)P_額=U_額I計(jì)算額定電功率的大��；燈泡電阻隨溫度升高而增大；
（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）燈泡正常工作時(shí)的電流為：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，所以電流表的量程為0-0.6A，滑動(dòng)變阻器采用一上一下的接法；實(shí)物圖為：
；
（2）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動(dòng)，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路；
（3）由圖乙知，燈額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.26A，所以燈泡的額定功率為：P_額=U_額I=2.5V×0.26A=0.65W；隨燈絲兩端電壓增大，燈絲的實(shí)際功率變大，則燈絲的溫度升高，并且電壓與電流的比值增大，即燈絲電阻增大，由此可知，燈絲電阻隨燈絲溫度的升高而增大；
（4）由題意可知，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入阻值為其最大值，因?yàn)闊襞萦须娮�，燈兩端分得的電壓最小，但不能�?，所以不能實(shí)現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．
故答案為：（1）如圖示；（2）燈泡處斷路了；（3）0.26； 0.65；變化；溫度；（4）不能；小燈泡有電阻會(huì)分壓，其兩端電壓不會(huì)為零，因此不能從零連續(xù)變化到2.5V．

點(diǎn)評(píng) 此題考查電功率的測(cè)量，考查了實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)、小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中常見的故障分析，電功率的計(jì)算等，串聯(lián)電路分壓原理的理解，對(duì)學(xué)生的綜合分析能力要求比較高．