Question

16．張濤是個(gè)善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的同學(xué)，他注意到燈泡燈絲燒斷時(shí)，通常是在開(kāi)燈的瞬間，而不是在正常發(fā)光時(shí)燒斷．
由此，他猜想燈絲燒斷可能與開(kāi)燈瞬間的電功率過(guò)大有關(guān)，于是他重新做“測(cè)定小燈泡功率”實(shí)驗(yàn)，看有無(wú)新發(fā)現(xiàn)．

（1）如圖1，是張濤測(cè)定額定電壓為2.5V小燈泡功率的實(shí)物圖已連接的部分，還有幾根導(dǎo)線未連上，請(qǐng)你幫他連好并在圖2方框內(nèi)畫(huà)出相應(yīng)電路圖．（要求：滑片向右滑動(dòng)時(shí)燈變亮）
（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑片滑到左端．（填“左”或“右”）
（3）張濤閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡亮，電流表有讀數(shù)，電壓表指針不動(dòng)，故障可能是C
A．可能是燈絲斷了           B．可能是小燈泡短路
C．可能是電壓表斷路         D．可能是滑動(dòng)變阻器斷路
（4）在排除故障后如圖3所示是燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)，讀出示數(shù)，并計(jì)算出此時(shí)小燈泡的電功率和電阻值，填入表中．

次數(shù)	1	2	3
燈泡兩端的電壓/V	2	2.5	3
通過(guò)燈泡的電流/A	0.3		0.34
燈泡的功率/W	0.6		1.02
燈泡的電阻/Ω	6.7		8.8

（5）從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出燈絲的電阻是變化的，其原因是燈絲的溫度會(huì)升高，電阻會(huì)變大，由此他明白了開(kāi)燈瞬間燈絲容易燒斷的原因，請(qǐng)你對(duì)此分析說(shuō)明開(kāi)燈的瞬間，燈絲的溫度較低，通過(guò)燈絲的電流較大，由P=UI可知燈泡實(shí)際功率大于額定功率，所以在剛開(kāi)燈時(shí)，燈絲容易燒斷．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下串聯(lián)接入電路中，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，根據(jù)燈泡的額定電壓確定量程；
（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑片滑到最大值那端；
（3）當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有讀數(shù)，說(shuō)明電路為通路；當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)電流表讀數(shù)有變化，電壓表讀數(shù)始終為零，說(shuō)明電壓表測(cè)量的用電器發(fā)生短路或電壓表斷路了；
（4）根據(jù)圖3電流表的量程和分度值，讀出電壓為2.5V時(shí)的電流，由P=UI和R=$\frac{U}{I}$計(jì)算其電功率和電阻的大��；
（5）根據(jù)影響燈泡電阻的因素可知，由于燈泡的長(zhǎng)度、材料、橫截面積都不變，所以燈泡電阻改變的原因是溫度的變化；
由此根據(jù)P=UI分析實(shí)際功率，從而知燈泡燒壞的原因．

解答 解：
（1）測(cè)定小燈泡功率實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，滑動(dòng)變阻器應(yīng)一上一下接入電路中，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，燈泡額定電壓2.5V，所以電壓表應(yīng)選擇0-3V量程，如圖所示：
；
（2）為了保護(hù)電路，連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑片滑到最大值左端；
（3）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡亮，電流表有讀數(shù)，說(shuō)明電路是通路，電壓表沒(méi)有示數(shù)，原因應(yīng)該是電壓表斷路了；如果是燈泡短路的話，燈就不能發(fā)光了；
（4）由圖3，電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，所以電流表示數(shù)為0.32A，由表格數(shù)據(jù)可知，此時(shí)燈泡兩端電壓為2.5V，
所以小燈泡此時(shí)功率：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W，
小燈泡電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω；
（5）由于電流的熱效應(yīng)，當(dāng)有電流通過(guò)燈絲時(shí)，燈絲的溫度會(huì)升高，電阻會(huì)變大；
因?yàn)殚_(kāi)燈的瞬間，燈絲的溫度較低，此時(shí)通過(guò)燈絲的電流較大，由P=UI可知此時(shí)燈泡實(shí)際功率大于額定功率，所以在剛開(kāi)燈時(shí)，燈絲容易燒斷．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）斷開(kāi)；左；（3）C；
（4）見(jiàn)下表：

次數(shù)	1	2	3
燈泡兩端的電壓/V	2	2.5	3
通過(guò)燈泡的電流/A	0.3	0.32	0.34
燈泡的功率/W	0.6	0.8	1.02
燈泡的電阻/Ω	6.7	7.8	8.8

（5）燈絲的溫度會(huì)升高，電阻會(huì)變大；開(kāi)燈的瞬間，燈絲的溫度較低，通過(guò)燈絲的電流較大，由P=UI可知燈泡實(shí)際功率大于額定功率，所以在剛開(kāi)燈時(shí)，燈絲容易燒斷．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了滑動(dòng)變阻器接線柱的選擇、歐姆定律的應(yīng)用以及影響電阻大小的因素．只有當(dāng)燈泡兩端的實(shí)際電壓等于其額定電壓時(shí)，燈泡才會(huì)正常發(fā)光，額定功率等于其實(shí)際功率．