Question

5．在“測定小燈泡的電功率”的實驗中，小明同學(xué)選取了一個標(biāo)有“2.5V”、額定功率約為1W的小燈泡和必要的實驗器材，連接的電路如圖甲所示．

（1）閉合開關(guān)前，老師檢查發(fā)現(xiàn)小明同學(xué)連接的電路有一根導(dǎo)線連接錯誤，請你在錯誤的連線上畫“×”，并只移動一根導(dǎo)線，用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確，并把正確的電路圖畫在圖乙中的方框中．
（2）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表無示數(shù)，電流表有示數(shù)．若電路中僅有一處故障，這個故障可能是小燈泡短路．
（3）經(jīng)檢查，電路連接正確后，小明連續(xù)進行了4次測量，并把測量的數(shù)據(jù)和觀察到的現(xiàn)象填寫在了下面的表格里，其中第3次測量時電流表的示數(shù)如圖丙所示，此時的電流為0.42A，小燈泡的額定功率為1.05W．
（4）從表格中的數(shù)據(jù)可知，燈絲的電阻在變化，燈絲電阻發(fā)生變化的本質(zhì)是電阻隨溫度升高而增大．

次數(shù)	電壓表示數(shù)U/V	電流表示數(shù)I/A	燈泡亮度
1	1.50	0.32	發(fā)光微弱
2	2.00	0.38	較暗
3	2.50		正常發(fā)光
4	3.00	0.46	很亮

（5）若將兩只規(guī)格與實驗中的小燈泡完全相同的小燈泡串聯(lián)后直接接在3V電源的兩端，兩燈消耗的總電功率為0.96W．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由此分析改接電路；
（2）常見的電路故障有斷路與短路，閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，由電壓表無示數(shù)分析故障的原因；
（3）由表格數(shù)據(jù)知，第3次實驗燈泡兩端電壓，由圖丙讀出此時通過燈泡的電流，由P=UI計算燈泡此時的功率；
（4）根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)應(yīng)用歐姆定律、從溫度對電阻的影響分析解答；
（5）由串聯(lián)電路分壓原理可得兩個相同燈泡串聯(lián)在3V電源上時的實際電壓，由表中數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計算兩燈的總功率．

解答 解：
（1）由圖甲知，電壓表串聯(lián)在電路中，且燈泡被短路了，實驗中電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，由此修改電路并根據(jù)實物連接畫出電路圖，如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，而電壓表無示數(shù)，所以故障的原因可能是小燈泡短路了；
（3）由表格數(shù)據(jù)知，第3次實驗燈泡兩端電壓為2.5V，由圖丙知電流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，此時通過燈泡的電流為0.42A，
所以燈泡此時的功率：P=UI=2.5V×0.42A=1.05W；
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，隨燈絲兩端電壓增大，電壓與電流的比值增大，即燈絲電阻增大，由此可知，燈絲電阻隨電壓增大而增大；
這是因為燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大造成的；
（5）將兩只規(guī)格與實驗中的小燈泡完全相同的小燈泡串聯(lián)后接在3V電源上，因為燈泡電阻相同，由串聯(lián)電路的分壓原理知兩燈實際電壓都為1.5V，
由表中數(shù)據(jù)知，此時通過燈泡的電流為0.32A，
所以兩燈的總功率：P=UI=3V×0.32A=0.96W．
故答案為：（1）見上圖；（2）小燈泡短路；（3）0.42；1.05；（4）溫度；（5）0.96．

點評 本題是測燈泡功率的實驗，考查了電路的連接、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)及功率的計算等．對電表讀數(shù)時要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．