Question

8．程躍要做“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你跟隨程躍邊實(shí)驗(yàn)邊思考，回答問題．

（1）請(qǐng)?jiān)趫D（a）方框內(nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）程躍剛連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的林雨一驚，提醒程躍實(shí)驗(yàn)中有問題．程躍想，我的實(shí)驗(yàn)連線沒有出問題啊!請(qǐng)你幫助程躍找出實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)操作不當(dāng)之處：
①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；②滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處．
（3）程躍選用小燈泡的額定電壓是2.5V，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的讀數(shù)如圖（b）所示，此燈泡額定功率是0.5W．
（4）做完實(shí)驗(yàn)后，程躍將測燈泡實(shí)際功率實(shí)驗(yàn)與以前做過的測定某一固定電阻阻值的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多相似的地方，也有不同之處．請(qǐng)你寫出一個(gè)不同之處：實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌��?br />（5）程躍根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖（c）所示．結(jié)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．程躍很納悶，請(qǐng)你幫助他分析原因：燈絲電阻受溫度影響，電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）在用伏安法測小燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)中，需要測量燈泡的電壓和電流；電壓表與燈泡并聯(lián)測電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測電流，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路一方面保護(hù)電路，另一方面改變燈泡兩端的電壓，開關(guān)串聯(lián)在電路中控制電路，據(jù)此作出電路圖．
（2）連完最后一根導(dǎo)線，燈立即發(fā)光，說明開關(guān)是閉合的；發(fā)出明亮的光，說明電路中的電流較大，電阻較小，據(jù)此可分析原因．
（3）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，由P=UI求出燈泡額定功率．
（4）測量小燈泡的功率和伏安法測量定值電阻阻值兩個(gè)實(shí)驗(yàn)名稱不一樣，肯定實(shí)驗(yàn)的目的就不一樣，所以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理也就不同．
（5）燈泡的燈絲會(huì)隨溫度的變化而改變，這是造成電流與電壓不成正比的真正原因．

解答 解：（1）伏安法測燈泡功率的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；

（2）連完最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)出明亮的光，說明開關(guān)已閉合，且電路中電阻較小，原因?yàn)椋孩龠B接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；②滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處；
（3）由圖示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）測功率的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y量燈泡的功率，測電阻的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖菧y量電阻，所以兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的不同，實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌�造成�?shí)驗(yàn)的原理不同，測功率用P=UI，測電阻用歐姆定律R=$\frac{U}{I}$．
（5）圖線彎曲說明燈泡的電阻值是變化的，不是定值，這是因?yàn)闊艚z電阻隨溫度升高而增大，燈泡兩端電壓越大，通過燈的電流越大，燈泡的實(shí)際功率越大，燈絲溫度越高，電阻越大，所以圖線不是直線．
故答案為：（1）如圖所示；（2）①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開； ②滑動(dòng)變阻器滑片沒有置于阻值最大處；（3）0.5；（4）實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌�；�?）燈絲電阻受溫度影響，電阻隨溫度升高而增大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了設(shè)計(jì)電路圖、電路故障分析、電流表的讀數(shù)、功率的計(jì)算、燈絲電阻與溫度的關(guān)系等問題，本題屬于中檔題；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)電路的設(shè)計(jì)有一定的難度．