Question

7．学校实验室新进了一批“2.5V 0.75W”的小灯泡，小明想通过实验探究小灯泡的额定功率是否符合规格．实验老师提供了以下器材：待测小灯泡、滑动变阻器一个、电流表、电压表、蓄电池（电压为6V）、开关、导线．

（1）请根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线把图乙所示的实物电路补充完整．
（2）连接实物电路图时，开关S应该断开（选填“断开”或“闭合”）．
（3）正确连接电路后，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，小明发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表示数为0，经检查电表完好，则故障可能是小灯泡断路．
（4）小明更换器材后完成实验，测出多组实验数据，作出“U-I”关系图象如图丙所示，由图可得小灯泡实测的额定功率为0.75W，该小灯泡符合（选填“符合”或“不符合”）制造规格．
（5）由“U-I”图象可知，当小灯泡两端的电压为0.5V时，它的电阻是5Ω；进一步分析图象可得小灯泡的电阻随着它两端电压的升高而增大（选填“增大”、“减少”或“不变”）．

Answer 1

分析 （1）根据电路图连接实物图，把电流表与滑动变阻器串联，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，小灯泡右接线柱与电压表的负接线柱相连；
（2）为了保护电路元件，在连接电路时，开关要断开；
（3）开关闭合时，发现电压表有示数，说明电压表两接线柱之间与电源是通路，而电流表无示数说明电路某处出现断路，灯泡不亮，说明故障出现在灯泡处，由此判断电路的故障；
（4）先根据图丙读出灯泡两端电压等于额定电压对应的电流，然后利用P=UI求出小灯泡的额定功率；据此判断灯泡是否合乎规格；
（5）根据图丙读出灯泡两端电压为0.5V时对应的电流，利用R=$\frac{U}{I}$求出灯泡的电阻；灯丝的电阻随温度升高而增大

解答 解：（1）把电流表的负接线柱与滑动变阻器的D接线柱相连，灯泡的右接线柱与电压表负接线柱相连，如下图所示：

（2）在连接电路时，开关应该处于断开状态；
（3）开关闭合时，发现电压表有示数，说明电压表两接线柱与电源之间是通路，而电流表无示数说明电路某处出现断路，灯泡不亮，说明故障出现在灯泡处，由此判断电路的故障为小灯泡断路；
（4）根据图丙可知，灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.3A，
则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，由此判断该小灯泡符合制造规格；
（5）根据图丙可知，灯泡两端电压为0.5V时，通过灯泡的电流为0.1A，
根据I=$\frac{U}{R}$可知，灯丝的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.5V}{0.1A}$=5Ω；
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以当小灯泡电压增大时，灯丝温度升高，灯丝电阻将增大．
故答案为：
（1）如上图所示；（2）断开；（3）小灯泡断路；（4）0.75；符合；（5）5；增大．

点评 此题是“测量小灯泡功率”的实验，考查了有关电路连接的注意事项、故障的判断、欧姆定律和电功率计算公式的应用，同时考查了灯丝电阻与温度的关系，考查得比较全面．