Question

3．小夢(mèng)同學(xué)在“測(cè)定小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω．

（1）如圖甲是他們連接的實(shí)物電路，請(qǐng)你在虛線框內(nèi)畫出相應(yīng)的電路圖．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移到最左端．（選填“左”、“右”）
（3）正確連接電路，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)為4.5V不變，可能存在的故障是燈泡斷路（或燈座斷路）．
（4）排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電壓表的示數(shù)如圖乙，為了測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向右（選填“左”或“右”）移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為2.5V．小夢(mèng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象，如圖丙所示，由圖象可知小燈泡的額定功率是0.75W．
（5）由圖象可知，小燈泡的電阻的變化的，你認(rèn)為原因是燈絲電阻受溫度的影響；從圖象中可以看出，他們的實(shí)驗(yàn)有何不足之處沒有測(cè)量實(shí)際電壓為1.2倍額定電壓下時(shí)的功率．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖，電路圖民實(shí)物圖要一一對(duì)應(yīng)；
（2）連接電路時(shí)，滑片置于阻值最大處；
（3）閉合開關(guān)燈泡不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數(shù)，可能是電路斷路；電壓表有示數(shù)，為電源電壓4.5V，說明電壓表與電源兩端是連通的，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析知電路故障原因可能是：燈泡斷路（或燈座斷路）；
（4）燈在額定電壓下才能正常工作，比較電壓表示數(shù)與額定電壓的大小，根據(jù)分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
根據(jù)圖丙找出額定電壓下對(duì)應(yīng)的電流大小，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
（5）根據(jù)燈絲電阻受溫度的影響分析回答；燈的實(shí)際電壓只要不超過燈的額定電壓的25%，燈就是安全的，根據(jù)圖丙中電壓的值都沒有大于燈的額定電壓來回答．

解答 解：（1）根據(jù)實(shí)物圖畫出電路圖，注意元件的先后順序不變，變阻器滑片以右電阻絲連入電路中，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，變阻器連入電路中的電阻大，應(yīng)將滑片移到最左端最大，即移到左端；
（3）由上面的分析知電路故障原因可能是：燈泡斷路（或燈座斷路）；
（4）圖乙中，電壓表小量程分度值為0.1V，示數(shù)為1.9V，小于燈的額定電壓，為使燈的電壓為額定電壓，應(yīng)增加燈的電壓減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，所以滑片向右移動(dòng)，直到電壓表示數(shù)為2.5V；由圖丙知，當(dāng)燈的電壓為額定電壓2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流大小為0.3A，燈的額定功率
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）燈絲電阻受溫度的影響，所以燈絲的電阻是變化的；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，要分燈的電壓小于額定電壓，等于額定電壓和大于額定電壓三種情況，從圖象中可以看出，圖丙中實(shí)驗(yàn)的電壓的值都沒有大于燈的額定電壓來，所以，他們的實(shí)驗(yàn)有何不足之處是：沒有測(cè)量實(shí)際電壓等于1.2倍額定電壓下時(shí)的電功率．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）左；（3）燈泡斷路（或燈座斷路）；
（4）右；電壓表示數(shù)為2.5V；0.75；
（5）燈絲電阻受溫度的影響；沒有測(cè)量實(shí)際電壓等于1.2倍額定電壓下時(shí)的電功率．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡的功率，考查實(shí)物圖與電路圖的轉(zhuǎn)化、故障的分析、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、操作的過程，額定的計(jì)算、影響電阻大小的因素及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估能力，難度中等．