Question

19．在測量額定電壓為2.5V小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路，其中電源電壓恒為6V．

（1）為保護(hù)電路，在連接器材時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到b端（選填“a”或“b”）．
（2）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的指針無明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表的示數(shù)接近6V．經(jīng)檢查，電路連接無誤．其故障時(shí)小燈泡斷路．
（3）故障排除后，當(dāng)滑動變阻器的滑片移至某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖2所示，則此時(shí)小燈泡兩端的電壓時(shí)1.1V；若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向a端調(diào)節(jié)（請根據(jù)電路圖，選填“a”或“b”）．
（4）根據(jù)測量得到的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明作出了小燈泡的I-U圖象，如圖3所示，則小燈泡的額定功率是0.625W．小明還發(fā)現(xiàn)了小燈泡中的電流與其兩端的電壓不成正比，這是因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）連接電路時(shí)，為了避免電路元件受損，開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．
（2）小燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路中有斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路具體故障的位置．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值確定電表的示數(shù)，根據(jù)電壓表的示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系以及串聯(lián)電路分壓的特點(diǎn)判斷滑片的移動方向，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止．
（4）根據(jù)圖象讀出燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)通過燈泡的電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率；
燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

解答 解：（1）為保護(hù)電路，在連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即b端；
（2）小燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓6V，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖2可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.1V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光應(yīng)向a移動滑動變阻器滑片P，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端電壓增大，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V為止．
（4）根據(jù)圖3可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過燈泡的電流為0.25A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而增大，因此小燈泡中的電流與其兩端的電壓不成正比．
故答案為：（1）斷開；b；（2）斷路；（3）1.1；a；（4）0.625；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點(diǎn)評 本題考查了測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的分壓作用、額定功率的計(jì)算，同時(shí)還考查了學(xué)生對圖象的分析和處理能力，本實(shí)驗(yàn)需要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化以及控制變量法的應(yīng)用．