Question

16．某同學(xué)要測量一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，圖1已經(jīng)畫出了實(shí)驗(yàn)電路圖．
（1）如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路存在連接錯誤，但只需改動一根導(dǎo)線，即可使電路連接正確，請你在應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法．

（2）在閉合開關(guān)前，應(yīng)該把滑動變阻器的滑片調(diào)到最右（選填“左”或“右”）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．移動滑動變阻器滑片，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：

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？燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據(jù)P=UI燈泡實(shí)際功率越大，燈泡越亮（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=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.2V）^{2}}{0.22A}$=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“＜”），原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)（測量），下列實(shí)驗(yàn)中也都采用了多次實(shí)驗(yàn)（測量），其中與本實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的不同的是C 
A．探究重力與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，改變鉤碼的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)
B．探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)，改變定值電阻的阻值進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)  
C．測量課本的長度時(shí)，進(jìn)行多次測量
D．探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律時(shí)，換用不同規(guī)格的燈泡多次實(shí)驗(yàn)．

Answer 1

分析 （1）電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)；
（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)電路的連接注意事項(xiàng)和電壓表、電流表的情況確定具體的原因；
（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因燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$比較燈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)．

解答 解：（1）原電路中電壓表并聯(lián)在燈泡和變阻器的兩端是錯誤的，應(yīng)將電壓表并聯(lián)在燈的兩端，如下圖所示：

（2）為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片移至最右端，使其阻值最大；
電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，說明電路是通路，是因?yàn)闊襞莸膶?shí)際電功率太小造成，所以應(yīng)減小滑動變阻器的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光，答案選C；
（3）①燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據(jù)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因?yàn)闊襞蓦妷涸龃螅�通過的電流增大，根據(jù)P=UI燈的功率增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨溫度的增大而增大．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_正常＞10Ω，燈的額定功率P_額=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{正常}}$=$\frac{{（2.5V）}^{2}}{{R}_{正常}}$＜$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W；
（4）本實(shí)驗(yàn)中為了使結(jié)論更具普遍性，避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．
ABD選項(xiàng)，多次實(shí)驗(yàn)的目的是為了得出具有普遍性的結(jié)論；而C選項(xiàng)多次測量，是為了取平均值減小誤差，與本實(shí)驗(yàn)中多次實(shí)驗(yàn)的目的不同．答案選C．
故答案為：
（1）見上圖；（2）右；C；
（3）①燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據(jù)P=UI燈的實(shí)際功率越大，＜；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）C．

點(diǎn)評 本題測量一個(gè)額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，考查電路的連接、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、影響電阻大小的因素及根據(jù)數(shù)據(jù)歸納總結(jié)結(jié)論的能力和歸納法的運(yùn)用，涉及的知識點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，有一定難度．