Question

10．學校實驗室新進了一批“2.5V  0.75W”的小燈泡，小明想通過實驗探究小燈泡的額定功率是否符合規(guī)格．實驗員提供了以下器材：待測小燈泡、銘牌為“50Ω  1A”的滑動變阻器一個、電流表、電壓表、二節(jié)1.5V的干電池、開關(guān)、導線．

（1）請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線把圖乙所示的實物電路補充完整．
（2）正確連接好電路后，閉合開關(guān)S，燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)；移動滑動變阻器的滑片，電流表示數(shù)發(fā)生變化，但小燈泡仍不亮，電壓表仍無示數(shù)，故障可能是小燈泡短路；
（3）小明排除故障后完成了實驗，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出“U-I”關(guān)系圖象如圖丙所示，由圖可得小燈泡的額定功率為0.75W，該小燈泡符合（選填“符合”或“不符合”）制造規(guī)格；
（4）小明同學在實驗過程中還發(fā)現(xiàn)：
①閉合開關(guān)瞬間燈泡亮度較大，緊接著變暗一點后，亮度才穩(wěn)定下來，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大．剛閉合開關(guān)時，燈絲的溫度較低，電阻較小，電流較大；當燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高，電阻增大，電流減��；
②斷開開關(guān)，指針偏回到最左端，然后再擺動幾下才靜止在“0”刻度處，指針擺動幾下才靜止的原因是指針具有慣性會來回擺動．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實物圖，把電流表與滑動變阻器串聯(lián)，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動變阻器與小燈泡右接線柱串聯(lián)；
（2）電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表中間短路．
（3）先根據(jù)圖丙讀出燈泡兩端電壓等于額定電壓對應(yīng)的電流，然后利用P=UI求出小燈泡的額定功率；
（4）①燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，剛閉合開關(guān)時，燈絲的溫度較低，電阻較小，電流較大，電流表指針偏角較大；當燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高，電阻增大，電路電流減小，電流表示數(shù)減小，最后達到穩(wěn)定．
②根據(jù)電表指針擺動的原因分析．

解答 （1）把電流表的負接線柱與滑動變阻器的B接線柱相連，滑動變阻器的C接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）電流表有示數(shù)，說明電路中存在短路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表中間小燈泡短路．
（3）根據(jù)圖丙可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，該小燈泡符合制造規(guī)格；
（4）①燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，剛閉合開關(guān)時，燈絲的溫度較低，電阻較小，電流較大，電流表指針偏角較大；當燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高，電阻增大，電路電流減小，電流表示數(shù)減小，最后達到穩(wěn)定．
②電表指針具有慣性下，會來回擺動幾下．
故答案為：（1）如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）0.75；符合；（4）①燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，剛閉合開關(guān)時，燈絲的溫度較低，電阻較小，電流較大，電流表指針偏角較大；當燈泡發(fā)光后燈絲溫度升高，電阻增大，電路電流減小，電流表示數(shù)減小，最后達到穩(wěn)定；②指針具有慣性會來回擺動．

點評 此題考查了，電流連接、故障分析、功率計算、實驗中遇到現(xiàn)象的解釋，是一道比較難的題目．