Question

學(xué)校實(shí)驗(yàn)室購(gòu)買了一批規(guī)格為“2.5V  0.75W”的小燈泡，小明利用其中一只小燈泡做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)：
（1）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫小明將圖1中的電路連接完整，要求滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)要變大；
（2）小明連接完電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變．發(fā)生故障的原因可能是滑動(dòng)變阻器

同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱

，或者燈泡

斷路

．
（3）排除故障后，小明移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，將三次實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)記錄到表中；當(dāng)電壓表的示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖2，其讀數(shù)為

0.4

A，此時(shí)小燈泡的電功率為

1

W；

次數(shù)	第一次	第二次	第三次
電壓/V	2	2.5	2.8
電流/A	0.34		0.42

（4）小明查看了小燈泡的說明書，了解到生產(chǎn)這批小燈泡鎢絲的橫截面積是一定的．分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，可知這個(gè)小燈泡內(nèi)鎢絲的長(zhǎng)度與合格產(chǎn)品相比是

短了

．（選填“長(zhǎng)了”或“短了”）
（5）最后小明將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理計(jì)算后，得到了一組功率P 與電壓的平方U²的數(shù)據(jù)，能正確表示該小燈泡P 與U²關(guān)系的是：

D

．
A、B、C、D、

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目要求確定滑動(dòng)變阻器的接法，然后把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路．
（2）根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）由圖示電流表確定其分度值，讀出其示數(shù)，由P=UI求出燈泡功率．
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用歐姆定律求出燈絲實(shí)際電阻，根據(jù)燈泡額定功率與額定電壓應(yīng)用電功率變小公式求出燈泡電阻，根據(jù)兩電阻值關(guān)系，分析答題．
（5）燈泡電阻隨溫度升高而增大，根據(jù)電功率公式P=

U2

R

分析答題．

解答：解：（1）滑片P向右移動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)要變大，則滑動(dòng)變阻器接右下接線柱，把滑動(dòng)變阻器、開關(guān)串聯(lián)接入電路，電路圖如圖所示．
（2）如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱，或者燈泡斷路，閉合開關(guān)，電壓表壓表的示數(shù)接近電源電壓，反復(fù)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表的示數(shù)基本不變．
（3）由電路圖可知，電流表量程是0～0.6A，由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.4A，燈泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W．
（4）∵I=

U

R

，∴由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，燈泡電阻R=

U

I

=

2.5V

0.4A

=6.25Ω；燈泡額定電壓是2.5V，額定功率為0.75W，∵P=

U2

R

，∴燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻R′=

U2

P

=

(2.5V)2

0.75W

≈8.3Ω，燈泡正常發(fā)光時(shí)的實(shí)際電阻小于理論值，因此燈絲電阻與合格產(chǎn)品相比短了．
（5）如果燈絲電阻是定值，保持不變，P-U²圖象是一條直線，實(shí)際上燈泡電阻隨溫度（實(shí)際功率）增大而增大，因此P-U²圖象如圖D所示．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱；斷路；（3）0.4；1；（4）短了；（5）D．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電表讀數(shù)、求電功率、判斷燈泡是否合格、判斷燈泡功率與電壓平方的關(guān)系等問題，對(duì)電表讀數(shù)時(shí)要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)．