Question

14．在“测定小灯泡的电功率”的实验中，选用如图甲所示的器材，其中电源电压为6V，小灯泡的额定电压为2.5V（灯丝电阻约为12Ω）．

（1）该实验中测量小灯泡功率的原理是P=UI．
（2）闭合开关前，应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到B（填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现相等碰始终不发光，电压表无示数，电流表有示数，若电路只有一处故障，则故障原因是小灯泡短路．
（4）排除故障后，闭合开关，移动滑片，电压表的示数如图乙所示，其读数是2.2V；为了测量小灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片向A（填“A”或“B”）端移动．
（5）根据实验测得的数据，绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象（如图丙所示）．分析图象可知：
①小灯泡的额定功率为0.5W．
②小灯泡灯丝电阻是变化的，主要是受温度变化的影响．
③实验中观察到：当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡不发光，根据图象分析其原因是小灯泡的实际电功率太小．

Answer 1

分析 （1）测量电功率的原理是P=UI；
（2）为了保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处；
（3）电流表有示数，说明电路中无断路故障；电压表无示数，说明灯泡两端没有电压，则故障为小灯泡短路；
（4）读出乙图中电压表的示数，此时灯泡的电压小于额定电压，要灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联分压的规律确定滑片移动的方向；
（5）①当灯泡电压达到额定电压时灯泡正常发光，由图象读出灯泡电压2.5V时的电流，根据P=UI计算额定功率；
②灯丝电阻受温度影响；
③若灯泡两端的电压太低，会使实际功率太小，造成灯泡不发光．

解答 解：
（1）测量功率的原理为：P=UI；
（2）为保护电路，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处，由甲图可知滑片应滑到B端；
（3）闭合开关，发现电流表有示数，说明电路中无断路故障；灯泡不发光，电压表无示数，则故障为小灯泡短路；
（4）小灯泡额定电压为2.5V，由图乙可知，电压表的示数为2.2V，低于额定电压；要使灯泡正常发光，应增大灯泡两端的电压，根据串联分压的规律可知，应减小变阻器两端的电压，减小变阻器的阻值，应将滑片向A端滑动，直到电压表的示数为2.5V；
（5）①当电压表示数为2.5V时，灯泡正常发光，由图丙可知，此时灯泡的电流为0.2A，
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
②由图象可知，灯泡的电流与电压不成正比，即灯丝的电阻是变化的，原因是灯丝的电阻随温度的变化而变化（或灯丝的电阻受温度的影响）；
③由图象知，当小灯泡两端的电压低于0.5V时，小灯泡的电流小于0.05A，此时电功率会小于P=UI=0.5V×0.05A=0.025W，实际功率太小，所以灯泡不发光．
故答案为：（1）P=UI；（2）B；（3）小灯泡短路；（4）2.2；A；（5）①0.5；②灯丝的电阻随温度的变化而变化（或灯丝的电阻受温度的影响）；③小灯泡的实际电功率太小．

点评 本题考查了“测定小灯泡的电功率”的实验，涉及到电路故障的分析、电路的动态变化问题、电功率的计算、图象的分析等等，综合性较强．