Question

在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，已知電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，小燈泡的電阻約為10Ω，滑動變阻器上標有“20Ω 1A”字樣．圖1是小向同學沒有連接完的實物電路．
（1）請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整．要求：滑動變阻器滑片P向左移動，燈泡變暗；
（2）實驗中，小向同學連接好電路后，閉合開關，移動滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，且電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是________；
（3）排除故障后，閉合開關，移動滑動變阻器的滑片到圖1中位置，電壓表示數(shù)如圖2甲所示，為________V．要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向________端滑動（選填“左”或“右”）；
（4）當小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖2乙所示，則小燈泡的額定功率是________W；
（5）小向根據(jù)測量燈泡實際功率的多組實驗數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖3所示．結果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．小向很納悶，請你幫助他分析原因？

Answer 1

解：（1）電路最大電流為：I===0.25A＜0.6A．電流表選擇0～0.6A量程，電流表與燈泡串聯(lián)，電流從電流表正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑片左移，燈泡變暗，電路電流變小，總電阻變大，滑動變阻器連入電路的電阻變大．滑動變阻器選擇右下端接線柱，滑動變阻器串聯(lián)在電路中，如圖．

（2）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電路斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表與電源接通，燈泡斷路．
（3）電壓表使用的0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2.2V．
燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端電壓從2.5V增大到2.5V，電流增大，滑動變阻器連入電路的電阻減�。�
滑動變阻器接右半段，滑片右移．
（4）電流表使用的0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.24A．
P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．
（5）實驗過程中，燈絲的長度、橫截面積、材料不變，燈絲電壓增大，電流增大，燈絲溫度升高，電阻增大，的比值變化，電流跟電壓不成正比，I-U的圖線不是直線．
故答案為：（1）如圖；（2）燈泡斷路；（3）2.2；右；（4）0.6；（5）燈絲的阻值隨溫度升高而增大．
分析：（1）由燈泡的額定電壓和電阻求電流，確定電流表的量程．
電流表與燈泡串聯(lián)，注意電流表的正負接線柱．
滑片向左移，燈泡變暗，電流變小，總電阻變大，滑動變阻器連入電路電阻變大．
（2）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數(shù)增大，電壓表測量導線電壓，示數(shù)為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)．
（3）電壓表讀數(shù)：確定使用的量程，確定每一個大格和每一個小格各代表多少．
燈泡電壓增大，燈泡電流增大，總電阻減小，滑動變阻器連入電路電阻減�。�
（4）知道電壓和電流，根據(jù)P=UI計算功率．
（5）由圖象知的比值是變化的．說明燈絲電阻變化，從電阻大小的影響分析．
點評：通過本題考查了實物圖連接、電流表量程的選擇、連接方式、故障分析、電壓表和電流表讀數(shù)、功率計算、滑片向哪邊移動能達到實驗目的．物理和數(shù)學結合起來，涉及到的知識多，綜合性強，給解題帶來了難度．