Question

實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V  0.75W”的小燈泡，小明利用其中一只燈泡做測量小燈泡電功率的實驗．

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線把如圖所示的實物電路補充完整．
（2）按圖連接電路，在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至______端（選填“左”或“右”）；
（3）實驗時測得如下一組數(shù)據(jù)．其中第2次實驗時的電流表示數(shù)如圖所示，則第二次測得的電流是______A．

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.34		0.44

①分析這組數(shù)據(jù)，你認為該小燈泡是否合格：______，其原因是：______
②假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細是一定的，則這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是長了還是短了？答：______．
（4）圖中的電源電壓U保持不變，小燈泡的額定電壓為U，且U＞U，定值電阻的阻值為R．在不改變電路連接的情況下，能測出小燈泡額定功率的是______

Answer 1

【答案】分析：（1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表用3V量程．
（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值，滑動變阻器接左半段，滑片至右端接入電路的阻值最大．
（3）確定電流表的量程、最小分度值，根據(jù)圖示讀出電流表的示數(shù)．
①根據(jù)表中額定電壓U對應(yīng)的電流值I，由公式P=UI求出額定電壓下燈泡的實際的功率，比較實際功率與額定功率判斷燈泡是否合格．
②已知燈泡額定功率與額定電壓下的實際功率，根據(jù)P=判斷燈絲電阻阻值是偏大還是偏小，再影響導(dǎo)體電阻的因素判斷燈絲的長短．
（4）小燈泡的額定功率等于額定電壓和額定電流的乘積，小燈泡的額定電壓U已知，關(guān)鍵是測出額定電流．可以不考慮S₁和滑動變電阻的作用，假設(shè)都是閉合狀態(tài)，分別分析每個電路的開關(guān)及電流表和電壓表的關(guān)系，看哪一個電路圖能測量出燈泡的額定電流．
解答：解：（1）燈泡右端接線柱接滑動變阻器右端上面接線柱，滑動變阻器串聯(lián)在電路中；燈泡右端接線柱接電壓表3V接線柱，電路圖如圖所示．
（2）按圖連接電路，在開關(guān)閉合前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至右端．
（3）電流表的量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.4A．
①由表知電壓為額定電壓U=2.5V時，電流I=0.4A，燈泡實際功率P_實=UI=2.5V×0.4A=1W；燈泡的額定功率P_額=0.75W，
在額定電壓下實際功率P_實＞P_額，所以燈泡不合格．
②因為P_實＞P_額，由P=知燈絲電阻偏小，因為導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積有關(guān)，因為燈絲電阻偏小，在小燈泡鎢絲的粗細是一定的情況下，這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比短了．
（4）A、S₂閉合S₃斷開時，電流表把燈泡短路，燈泡不發(fā)光；S₂斷開S₃閉合時，電流表把電阻短路；兩個都閉合或斷開時，電流表均無示數(shù)．測不出燈泡的額定電流，該電路圖不能測出小燈泡的額定功率；
B、S₂閉合S₃斷開，電壓表測電燈兩端的電壓，其上端為正極、下端為負極；
S₃閉合S₂斷開，電壓表測定值電阻R兩端的電壓，其上端為負極，下端為正極；
電壓表的兩次接線方法相反，在不改變電路連接方式的情況下，無法進行測量，B圖不能測出小燈泡的額定功率；
C、開關(guān)處于1的位置，電壓表測量的是燈泡和電阻串聯(lián)后的兩端電壓U；
開關(guān)處于2的位置，電壓表測量的是燈泡的兩端電壓U，則小燈泡的電流為I=，小燈泡的額定功率表達式
是P=UI=U．
D、開關(guān)處于1的位置，電流表把燈泡和電阻短路，電流表測量滑動電阻的電流；
開關(guān)處于2的位置，電流表把小燈泡短路，測量的是通過電阻的電流．測不出燈泡的額定電流，該電路圖不能測出小燈泡的額定功率．
故答案為：（1）電路圖如圖所示．（2）右．（3）0.4； ①不合格；在額定電壓的條件下小燈泡的實際電功率大于額定功率了．②短了．（4）C．

點評：1、導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積有關(guān)，在材料、橫截面積相等的情況下你，導(dǎo)體越長導(dǎo)體電阻越大．
2、判斷能不能測燈泡額定功率的電路時，應(yīng)（1）知道電功率的計算公式；（2）能夠分析開關(guān)閉合斷開時電路的連接情況，綜合性較強，很容易出錯．