Question

8．小明和小聰同學(xué)在“測(cè)定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源用三節(jié)新干電池，小燈泡額定電壓為2.5V，燈絲電阻阻值約為10Ω左右．
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫助小明和小聰將如圖1的實(shí)物電路連接完整（要求減小誤差，導(dǎo)線不要交叉）．
（2）閉合開關(guān)后，電壓表、電流表都有示數(shù)，但小燈泡不亮．小明同學(xué)認(rèn)為可能是燈泡處有電路故障，請(qǐng)你依據(jù)電表的示數(shù)否定小明同學(xué)的觀點(diǎn)．電流表有示數(shù)，燈泡不能開路；電壓表有示數(shù)，燈泡不能短路．
（3）小聰同學(xué)通過(guò)簡(jiǎn)單的操作也否定了小明的觀點(diǎn)，小聰?shù)牟僮魇牵合蛴乙苿?dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察燈泡發(fā)光情況．
（4）小聰同學(xué)移動(dòng)滑片P到某一位置時(shí)，電壓表示數(shù)為1.5V，若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖中滑片P向右（填“左”或“右”）端移動(dòng)．他根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖2所示的I-U圖象，則小燈泡的額定功率是0.5W．

（5）兩位同學(xué)在測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，獲得了如表所示的數(shù)據(jù)，并驗(yàn)證了亮度與實(shí)際功率的關(guān)系，請(qǐng)寫出他們分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象得出結(jié)論的過(guò)程．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4
電壓表的示數(shù)（V）	1.50	2.00	2.50	3.00
電流表的示數(shù)（A）	0.16	0.18	0.20	0.23
小燈泡的亮度	→逐漸變亮

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表的量程，電表表并聯(lián)在燈的兩端；求出燈正常工作時(shí)的電流確定電流表的量程，電流表串聯(lián)在電路中；
（2）發(fā)生在燈泡處的故障有斷路或短路，逐一分析排除；
（3）根據(jù)閉合開關(guān)后，電壓表、電流表都有示數(shù)，結(jié)合燈的亮度由燈的實(shí)際功率決定，判斷問(wèn)題所在；
（4）根據(jù)分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；由圖2找出額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，根據(jù)P_額=U_額I_額求燈的額定功率；
（5）根據(jù)P=UI求出燈的實(shí)際功率大小，比較燈的實(shí)際功率大小，結(jié)合燈的亮度分析得出結(jié)論．

解答 解：（1）燈的額定電壓為2.5V，所以電壓表選用小量程，與燈并聯(lián)；燈正常工作時(shí)的電流約為I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，電流表選用小量程，串聯(lián)在電路中，如圖所示；

（2）小明同學(xué)認(rèn)為可能是燈泡處有電路故障，發(fā)生在燈泡處的故障有斷路或短路兩種情況：
若燈斷路，則電壓表串聯(lián)在電路中，因電壓表內(nèi)阻很大，電流表示數(shù)幾乎為0，電壓表示數(shù)接近電源電壓；
若燈短路，則電壓表相當(dāng)與一根導(dǎo)線并聯(lián)，電壓表示數(shù)為0；
總之，以上兩種情況　均不符合題意，應(yīng)排除；
（3）閉合開關(guān)后，電壓表、電流表都有示數(shù)，說(shuō)明電路連接正常；因燈的亮度取決于燈的實(shí)際功率，小燈泡不亮，是因?yàn)闊舻膶?shí)際功率遠(yuǎn)小于燈的額定功率，說(shuō)明電路中的電流太小，是因?yàn)樽冏杵鬟B入電路中的阻值大的原因造成的，所以，小聰?shù)牟僮魇牵合蛴乙苿?dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察到燈泡發(fā)光；
（4）電壓表示數(shù)為1.5V，小于燈的額定電壓，應(yīng)增大燈的電壓，減小變阻器分得的電壓，根據(jù)分壓原理，應(yīng)減小變阻器連入電路中的電阻大小，所以滑片向右移動(dòng)；
由圖2知，燈的電壓為2.5V時(shí)，對(duì)應(yīng)的電流為0.2A，燈的額定電功率P_額=U_額I_額=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）根據(jù)P=UI分別求出燈的實(shí)際功率，P₁=1.50V×0.16A=0.24W，P₂=2.00V×0.18A=0.36W，
P₃=2.50V×0.20A=0.50W，P₄=3.00V×0.23A=0.69W，因?yàn)镻₁＜P₂＜P₃＜P₄并且燈泡也逐漸變亮，所以，得出的結(jié)論是：燈的實(shí)際功率越大，燈越亮．
故答案為：（1）如上圖所示； 
（2）電流表有示數(shù)，燈泡不能開路；電壓表有示數(shù)，燈泡不能短路；
（3）向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察燈泡發(fā)光情況；
（4）右；  0.5；
（5）P₁=1.50V×0.16A=0.24W，P₂=2.00V×0.18A=0.36W，P₃=2.50V×0.20A=0.50W，
P₄=3.00V×0.23A=0.69W，因?yàn)镻₁＜P₂＜P₃＜P₄并且燈泡也逐漸變亮，所以，得出的結(jié)論是：燈的實(shí)際功率越大，燈越亮．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡電功率，考查電路的連接、常見(jiàn)現(xiàn)象的判斷處理、電功率的計(jì)算及對(duì)數(shù)據(jù)處理、歸納結(jié)論的能力，綜合性較強(qiáng)．