Question

2．平生做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A  0～3A）、电压表（0～3V  0～15V）、开关各一只，导线若干，滑动变阻器：R（50Ω  0.5A）．同学们设计的电路如图所示：
（1）如图1是她实验的电路，但连接不完整，请你帮她完成电路的连接，要求：滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮．
（2）实验电路接好后，合上开关时，发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故 障 现 象	检    测	故 障 原 因
灯泡较暗、两表的示数均较小	移动滑动变阻器滑片，现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数	取下灯泡，两表的示数不变

（3）排除故障后，平生测得的数据如下表，当小灯泡正常发光时电流表和电压表的示数如图2和图3所示，请你替小明读出电流表和电压表的示数并计算小灯泡的额定功率记在表中．

实验序号	电压表示数	电流表 示数	小灯亮暗程度	功率
1	2.0V	0.20A	暗	0.4W
2			正常发光
3	3.0V	0.28A	较亮	0.84W

（4）分析表中数据后发现：当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变．你认为引起灯丝电阻变化的根本原因是：灯丝的阻值随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表与灯泡并联，滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮，滑动变阻器应接右下接线柱；
（2）①灯泡较暗、两表的示数均较小，说明电路电阻太大；移动滑动变阻器滑片，现象不变说明滑动变阻器不能改变电路电阻，即滑动变阻器全部接入电路；
②灯泡不亮，灯泡断路、或灯泡短路，或灯泡之外电路断路；电流表无示数，说明电路存在断路；电压表示数较大，说明电压表与电源两端连接，电压表并联电路之外不存在断路，综合分析可知电路故障原因；
（3）根据图2和图3中电压表、电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表和电流表的示数，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）灯丝的阻值随温度的升高而增大．

解答 解：（1）因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程；
滑动变阻器的滑片P向右移动时，小灯泡变亮，说明滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，故将滑动变阻器右下接线柱接入电路；
将滑动变阻器的右下接线柱与灯泡的右接线柱相连，电压表的3接线柱与灯泡的右接线柱相连，如下图所示：

（2）①灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变，故障原因是：滑动变阻器同时接到下面两个接线柱．
②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数，取下灯泡，两表的示数不变，故障原因是：灯泡断路．
（3）根据图2可知，电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.24A；
根据图3可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V；
灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）当灯丝两端电压改变时，灯丝功率变变化，灯丝温度变化，而灯丝的阻值随温度的升高而增大，所以当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变．
故答案为：（2）滑动变阻器同时接到下面两个接线柱； 灯泡断路；（3）2.5V；0.24A；0.6W；（4）灯丝的阻值随温度的升高而增大．

点评 本题考查了电压表和滑动变阻器接线柱的选择、电路故障的判断、电流表和电压表的读数、功率的计算以及灯泡电阻与温度的关系等，涉及的知识点多，都属于实验中经常考查的内容，一定要掌握．