Question

6．志剛同學(xué)在“測(cè)量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，連接的實(shí)物電路圖如圖15甲所示．其中小燈泡的額定電壓為2.5V，額定功率小于1W．

（1）請(qǐng)你用筆劃線代替導(dǎo)線，將圖甲連接完整．（導(dǎo)線不能交叉）．
（2）檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表沒(méi)有示數(shù)，電流表指針有明顯偏轉(zhuǎn)，則電路故障可能是燈泡短路．
（3）故障排除后重新閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)為2.2V，則志剛的下一步操作應(yīng)該是向右移動(dòng)滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；若小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.6W．
（4）如果測(cè)得通過(guò)小燈泡的電流隨電壓變化的關(guān)系如圖丙所示，若把這樣的兩只燈泡串聯(lián)接在4V的電源上，則此時(shí)每只燈泡的電阻為10Ω，每只燈泡的實(shí)際功率為0.4 W．
（5）結(jié)合圖丙的信息思考：能不能利用本題中的電路，采用控制變量的方法來(lái)“探究電流與電壓的關(guān)系”？答：不能，理由是燈泡電阻受溫度影響而變化．

Answer 1

分析 （1）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)光時(shí)的電流確定電流表量程，把開(kāi)關(guān)、燈泡、滑動(dòng)變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）電路故障分兩類：短路和斷路．電路短路時(shí)，短路部分無(wú)電壓，電流大；電路斷路時(shí)，斷路部分無(wú)電流，電壓大．
（3）若燈泡兩端的電壓低于額定電壓，要測(cè)其額定功率，則應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
據(jù)電流表的接線柱，判斷出量程和分度值，而后據(jù)公式P=UI計(jì)算出額定功率即可；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡兩端電壓，由圖乙所示圖象求出燈泡電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律與電功率公式分析答題；
（5）燈泡電阻受溫度影響，據(jù)此分析答題．

解答 解：（1）根據(jù)圖可知，電流表量程為0～0.6A，即電流表、燈泡、滑動(dòng)變阻器以及開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電路中；小燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程，且與燈泡并聯(lián)，電流從電表正接線柱流入負(fù)接線柱流出；注意滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則接線；如圖所示：

（2）電壓表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路或燈泡短路，電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路是通路，燈泡不發(fā)光，說(shuō)明燈泡發(fā)生了短路．
（3）電壓表示數(shù)為2.2V，低于額定電壓，所以應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器的阻值，將滑片向右端滑動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
此時(shí)電流表是小量程，故分度值是0.02A，所以此時(shí)的示數(shù)是0.24A，故此時(shí)的額定功率是：P_額=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）兩燈泡串聯(lián)接在4V的電源兩端，每個(gè)燈泡兩端的電壓為2V，由圖乙所示圖象可知，燈泡兩端電壓為2V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.2A，燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2V}{0.2A}$=10Ω，此時(shí)燈泡實(shí)際功率P=UI=2V×0.2A=0.4W．
（5）探究電流與電壓的關(guān)系應(yīng)控制電阻阻值不變，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈泡電阻不是定值，因此不能采用圖甲電路探究電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）燈泡短路；（3）向右移動(dòng)滑片P，使電壓表示數(shù)為2.5V；0.6W；（4）10；0.4；（5）不能；燈泡電阻受溫度影響而變化．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表量程的選擇、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求燈泡額定功率、影響燈泡電阻的因素；探究電流與電壓的關(guān)系，應(yīng)控制電阻阻值不變．