Question

3．小華在“測量小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)電路中，所用電源電壓恒為3V，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣．
（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲中的實(shí)物電路連接完整．
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移到最左端（選填“左”或“右”）．閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)．若電路中僅有一處故障，這個故障可能是：燈泡斷路了．
（3）若要測量燈泡的額定功率，應(yīng)移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V時記下電流表的示數(shù)．若電壓表的示數(shù)為2.2V，接下來應(yīng)該滑片P應(yīng)向右移動減小接入電路中的電阻，增大燈泡兩端的電壓，直到電壓表是2.5V為止；
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出I-U圖象，如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.625W．
（5）結(jié)合圖乙的信息思考：能否利用圖電路，采用控制變量的方法來“探究電流與電壓的關(guān)系”？并說明理由不能，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻不是定值．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，按一上一下原則接線；電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，使得電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片處于阻值最大處；發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，說明電路可能斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是連通的，與電壓表并聯(lián)的燈斷路了；
（3）當(dāng)燈泡兩端電壓等于燈泡額定電壓時，燈泡實(shí)際功率等于額定功率；電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，要測燈泡的額定電壓應(yīng)減小變阻器接入電路中的電阻、增大電路中的電流，直到電壓表的示數(shù)和燈泡的額定電壓相等；
（4）根據(jù)圖象，讀出小燈泡兩端電壓為2.5V時的電流，根據(jù)P=UI求小燈泡正常工作時的電功率；
（5）燈泡電阻受溫度影響，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）滑動變阻器的任意一上方接線柱與燈泡串聯(lián)；因?yàn)殡娫措妷簽?V，因此電壓表選擇0～3V的量程，電壓表并聯(lián)在小燈泡兩端，使得電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出；如圖所示：
（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片處于阻值最大處，由圖可知，應(yīng)滑至最左端；經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，若電路中僅有一處故障，這個故障可能是：燈泡斷路了；
（3）若要測量燈泡的額定功率，應(yīng)移動滑片P，使電壓表的示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V時，記下電流表的示數(shù)；要測燈泡的額定功率，應(yīng)使電壓表的示數(shù)達(dá)到2.5V，電壓表的示數(shù)從2.2V增大到2.5V時，滑片P應(yīng)向右移動減小接入電路中的電阻，增大燈泡兩端的電壓，直到電壓表是2.5V為止；
（4）由題可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.5V時，小燈泡正常工作，此時的電功率為小燈泡的額定電功率，由圖乙可知，當(dāng)小燈泡兩端電壓為U=2.5V時，通過的電流為I=0.25A，可得小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）探究電流與電壓的關(guān)系應(yīng)控制電阻阻值不變，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻不是定值，因此不能采用圖甲電路探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：
（1）如圖；
（2）燈泡斷路了；
（3）2.5；滑片P應(yīng)向右移動減小接入電路中的電阻，增大燈泡兩端的電壓，直到電壓表是2.5V為止；
（4）0.625；
（5）不能，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻不是定值．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、電流表量程的選擇和讀數(shù)、電表的正確使用、滑動變阻器的使用、電功率的計(jì)算等，要注意額定電壓下燈泡的實(shí)際功率和額定功率相等．