Question

18．實驗：測量小燈泡的電功率
【實驗器材】額定電壓為2.5V的小燈泡（正常發(fā)光時電阻約為6Ω）、滑動變阻器（“10Ω  2A”）、新干電池兩節(jié)、開關、導線若干等．
【實驗原理】P=UI；
【實驗步驟】

（1）試你用筆畫線代替導線將如圖甲所示的實物電路連接完整．
（2）若連接好最好一根導線，燈泡立即發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅．檢查發(fā)現(xiàn)連線正確，請你找出實驗中的兩個操作不當之處：連接電路時，開關未斷開和閉合電路前，滑動變阻器沒有調到最大阻值處．
（3）排除故障后，當移動滑片P到某位置時，電壓表示數(shù)如圖乙所示，若要測量小燈泡的額定功率，此時應在此位置基礎上將滑片P向右（選填“左”或“右”）移動，使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則小燈泡的額定功率是1W．
（4）移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成如圖丁所示的I-U圖象，結果發(fā)現(xiàn)該圖象不是直線，主要原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 測量小燈泡的電功率的原理是P=UI．
（1）根據(jù)原理可知需要測量燈泡兩端的電壓和電流，則燈泡和滑動變阻器組成串聯(lián)電路，電壓表與小燈泡并聯(lián)，測量的是燈泡兩端的電壓，根據(jù)燈泡的額定電壓是2.5V，電源為兩節(jié)干電池，由此可以確定電壓表選擇的量程；
電流表串聯(lián)在電路里，測量的是電路中的電流．根據(jù)燈泡的額定電流確定電流表的量程．
（2）為保護電路，連接電路時，開關應斷開；滑片要置于最大阻值處．
（3）根據(jù)圖乙讀出電壓表的示數(shù)，若電源高于額定電壓，則需增大變阻器的阻值，使燈泡兩端的電壓等于額定電壓，燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)圖丙讀出電流表的示數(shù)，由P=UI計算出燈泡的額定功率．
（4）該圖象不是直線，即電壓和電流的比值不是定值，說明小燈泡發(fā)光的過程中，影響電阻大小的因素是存在的．燈絲的電阻隨溫度的升高而變大．

解答 解：測量小燈泡的電功率，實驗原理是：P=UI；
（1）由于燈泡的額定電壓是2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V即可；燈泡的額定電流I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{6Ω}$≈0.42A，因此電流表的量程選擇0～0.6A即可；
所以從電源的正極連起，電流表串聯(lián)在電路里，選擇0～0.6A量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，選擇0～3V量程，如圖：

（2）連接好最后一根導線，燈泡立即發(fā)光，說明電路是通路，即連接電路時沒有斷開開關；燈泡發(fā)出明亮耀眼的光并很快熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小，滑動變阻器滑片沒有置于最大阻值處．
（3）由圖乙表針位置可知，電壓表選擇0～3V量程，示數(shù)為2.6V，超過了燈泡的額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光，應增大變阻器的阻值，將滑片向右適當滑動，使電壓表的示數(shù)等于燈泡的額定電壓2.5V；
根據(jù)圖丙電流表的指針位置，電流表選擇0～0.6A的量程，示數(shù)為0.4A；
所以該燈泡的額定電功率為：P=UI=2.5V×0.4A=1W．
（4）由圖象知，小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，說明小燈泡的電阻不是定值，并且燈絲的電阻隨電壓的增大而升高，即燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：P=UI．
（1）如上圖；
（2）①連接電路時，開關未斷開；②閉合電路前，滑動變阻器沒有調到最大阻值處．
（3）右；2.5；1．
（4）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題是測量燈泡的額定電功率實驗，考查了電功率的測量原理、滑動變阻器的使用、電路故障的分析及電路的連接等，考查全面，難度適中．