Question

12．在測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖中的實(shí)物電路連接完整．
（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)該把滑動(dòng)變阻器的滑片P調(diào)到A（選填“A”或“B”）端．該同學(xué)在開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件完好，為了能使小燈泡發(fā)光，下一步應(yīng)進(jìn)行的操作是C
A．更換一相同規(guī)格的小燈泡            B．檢查電路是否斷路
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）然后正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有關(guān)記錄在表中：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16

①該同學(xué)觀察到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認(rèn)為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結(jié)論呢？燈的實(shí)際功率越大，燈越亮（寫出一條即可）．
②由于粗心大意，該同學(xué)沒有記錄燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω，再計(jì)算出燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．則燈泡的額定功率＜0.625W（選填“＞”、“＜”或“=”），原因是燈絲溫度越高，燈絲電阻越大．
（4）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了3次測量，其測量的目的是A
A、找普遍規(guī)律    B、求平均值減少誤差   C、都對(duì)．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中，小燈泡和電流表串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光電流確定電流表量程；
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處；
燈泡不亮，可能是燈泡短路、或斷路或燈泡的實(shí)際功率太小，然后根據(jù)電壓表、電流表的情況確定晶體的原因；
（3）①計(jì)算出燈泡的電功率，得出燈泡亮暗與實(shí)際電功率的關(guān)系；
②因?yàn)闊襞蓦妷涸龃�，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大．
正常發(fā)光時(shí)的電阻大于第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的燈絲電阻，即：R＞7.9Ω；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知計(jì)算出的額定功率偏大還是偏��；
（4）實(shí)驗(yàn)中為了得到普遍性的規(guī)律，得出燈泡的亮暗與實(shí)際功率的關(guān)系，測量了多組數(shù)據(jù)．驗(yàn)中，小燈泡和電流表串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，小燈泡的額定電壓是2.5V，由此可以確定電壓表選擇的量程；由燈泡正常發(fā)光電流確定電流表量程．

解答 解：
（1）測定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小燈泡和電流表串聯(lián)，電壓表與小燈泡并聯(lián)，小燈泡的額定電壓是2.5V，所以電壓表使用0-3V量程；
燈泡正常發(fā)光時(shí)電流約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表使用0-0.6A量程．如圖所示：

（2）滑動(dòng)變阻器的下面接了右邊的B接線柱，所以閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至左端的A接線柱，使其阻值最大；
電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，是因?yàn)闊襞莸膶?shí)際電功率太小造成，所以應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光，C正確；
（3）①燈泡的電壓越大、電流越大，則P=UI可知，燈泡的電功率越大，由已知條件知，燈泡的亮度越大，說明燈泡的亮暗決定于燈泡的實(shí)際功率；
②第一次燈泡兩端的電壓較低，燈泡的實(shí)際功率較小，所以溫度較低，此時(shí)燈泡的電阻較小，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算額定功率時(shí)，代入的電阻值偏小，所以所得電功率偏大；
（4）實(shí)驗(yàn)中為了使結(jié)論更具普遍性，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
故答案為：
（1）見上圖；
（2）A；C；
（3）①燈的實(shí)際功率越大，燈越亮；②＜；燈絲溫度越高，燈絲電阻越大；
（4）A．

點(diǎn)評(píng) 此題是測量燈泡的電功率實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電路故障的分析、滑動(dòng)變阻器的使用、燈絲電阻與溫度的關(guān)系，這些都是實(shí)驗(yàn)中容易忽略的問題要細(xì)心．