Question

18．敬明同學(xué)是班級的實驗“小老師”，他和同學(xué)們利用額定電壓為2.5V的小燈泡進(jìn)行“測量小燈泡的電功率”的實驗，已知電源電壓為6V．

（1）他在檢查儀器時，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示，他應(yīng)將電流表的指針調(diào)到零刻度線位置．
（2）圖乙是他畫出的實驗電路圖，請你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，幫他將如圖丙所示的實物電路連接完整．
（3）經(jīng)檢查無誤后，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片到某一位置，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丁所示，則此時通過小燈泡的電流是0.22A，燈泡兩端的電壓是1.8V．記錄好數(shù)據(jù)后，為了測量小燈泡的額定功率，應(yīng)向C（選填“C”或“D”）端移動滑動變阻器的滑片，此時眼睛要注意觀察電壓表，直至其示數(shù)為2.5V．
（4）他完成實驗后，在幫助其它實驗小組的過程中，發(fā)現(xiàn)某實驗小組在完成本實驗中電路出現(xiàn)故障．請你根據(jù)故障現(xiàn)象和檢測結(jié)果，在下表的空格內(nèi)寫出發(fā)生故障的原因．

故障現(xiàn)象	檢測結(jié)果	發(fā)生故障的原因
燈泡不亮，電壓表示數(shù)較大，電流表幾乎無示數(shù)．	取下燈泡，電壓表和電流表的示數(shù)均不變．

（5）而他在參與某實驗小組進(jìn)行評估時，發(fā)現(xiàn)該實驗小組的實驗記錄分析表如下：

實驗序號	小燈泡兩端的電壓U/V	通過燈的電流表I/A	小燈泡的電功率P/W	額定功率P/W
1	2.0	0.24	0.48	P額=$\frac{（0.48+0.70+0.96）}{3}$W=0.71W
2	2.5	0.28	0.70
3	3.0	0.32	0.96

你認(rèn)為該小組的數(shù)據(jù)處理過程是否正確？答：不正確．理由是：額定功率不是功率的平均值．該小組實驗測得的額定功率應(yīng)為0.7W，小組同學(xué)根據(jù)三次測量數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度不同時，不但電功率不同，而且電阻也不同，你認(rèn)為造成電阻不同的原因是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．
（6）實驗結(jié)束整理器材時他發(fā)現(xiàn)滑動變阻器的PA部分比PD部分熱，原因是PA部分的電阻比PD部分電阻大．

Answer 1

分析 （1）使用電表前應(yīng)對其調(diào)零，使指針指在電表零刻度線上．
（2）根據(jù)實驗電路圖連接實物電路圖．
（3）由圖示電表確定其量程與分度值，讀出電表示數(shù)；移動滑片時，要注意觀察電壓表示數(shù)，使其示數(shù)等于燈泡額定電壓．
（4）常見的電路故障有：斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（5）燈泡在不同電壓下的實際功率不同，燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，求不同電壓下的實際功率作為額定功率是錯誤的．
（6）根據(jù)焦耳定律結(jié)合串聯(lián)電路電流及電阻的關(guān)系進(jìn)行判斷．

解答 解：（1）由圖甲所示電流表可知，電流表指針沒有指在零刻度處，應(yīng)對電流表進(jìn)行機(jī)械調(diào)零，使指針指在電流表零刻度線處．
（2）根據(jù)電路圖連接實物電路圖，如圖所示．

（3）由圖示電流表可知，其量程是0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.22A；
由圖示電壓表可知，其量程是0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.8V；為了測量小燈泡的額定功率，使小燈泡的額定電壓為2.5V，將將滑動變阻器的滑片向C端移動，以減小滑動變阻器兩端電壓，增大燈泡兩端電壓；在移動滑動變阻器的滑片時，眼睛要注意觀察電壓表，直至其示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V為止．（4）如果燈泡斷路，則燈泡不亮，電路斷路，電流表指針幾乎不動，電壓表與電源兩極相連，測電源電壓，電壓表示數(shù)較大，取下燈泡，電壓表與電流表示數(shù)不變，則電路故障是燈泡斷路．
（5）燈泡在不同電壓下的實際功率不同，燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，由實驗數(shù)據(jù)記錄表格可知，在實驗數(shù)據(jù)處理過程中，求不同電壓下的實際功率作為額定功率，這是錯誤的．
小燈泡額定額定功率為額定電壓下的功率即2.5V的功率就是額定功率為0.7W；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故小燈泡亮度不同時，不但電功率不同，而且電阻也不同；
（6）滑動變阻器PA部分接入電路有電流通過由于電流熱效應(yīng)發(fā)熱，PB未接入電路，根據(jù)Q=I²Rt，兩部分的電流相同，通電時間相同，由于PA的電阻大于PB的電阻，所以PA部分產(chǎn)生的熱量多，比較熱．
故答案為：（1）零刻度線；（2）電路圖如圖所示；（3）0.22；1.8；C；電壓；2.5V；（4）燈泡斷路；（5）不正確； 額定功率不是功率的平均值； 0.7；燈絲電阻隨溫度的升高而增大；（6）PA部分的電阻比PD部分電阻大

點評 本題考查了電表的調(diào)節(jié)、連接電路圖、電表讀數(shù)、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理分析等問題，對電表讀數(shù)時，要注意先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．