Question

3．小明的实验小组进行了“利用伏安法测定额定电压是2.5V的小灯泡的功率”实验，他们的实验记录与计算如表，根据他们观察的现象和记录的实验数据分析，请你回答下面的问题：
（1）在下面方框内为他们设计电路，并在图中用笔画线代替导线连接电路（要求：滑片向右滑动电流表的示数增大）．
（2）正确连接电路闭合开关后，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，灯泡都不亮，电压表示数接近6V，电流表示数几乎为0，电路的故障可能是灯泡断路．
（3）排除电路故障后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，多次测量，并将数据记录在下表中，可知小灯泡的额定功率是0.75W．

电压U/V	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52	0.75
灯泡发光情况	灯丝暗红	微弱发光	正常发光

（4）小明又取了一个规格、型号完全相同的旧灯泡进行实验，发现在额定电压下工作时，灯泡亮度明显偏暗，小明仔细观察，发现这只灯泡的玻璃内壁变黑．灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时发生升华（填物态变化的名称）而变细，消耗的实际功率变小的缘故（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器一上一下接入电路，根据题意注意下接线柱的选择；电压表并联在小灯泡两端，根据灯泡的额定电压选择电压表的量程．
（2）灯泡不亮：可能是灯泡短路，也可能是某处断路；电压表示数接近6V：可能是所测电路断路，也可能是所测电路之外的用电器短路．
（3）利用其额定电压和额定电流求出额定功率．
（4））①物质由固态直接变为气态的过程叫升华；②在两端电压一定时，用电器消耗的功率的变化用公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析．

解答 解：（1）滑动变阻器一上一下接入电路，滑片向右滑动电流表的示数增大，即电阻减小，所以接B接线柱；灯泡的额定电压是2.5V，选小量程，并联在灯泡两端．
（2）电流表无示数，说明电路存在断路；电压表有示数，且接近电源电压，说明电压表与电源两端直接连接，说明电压表并联电路之外电路不存在断路；综合分析可知：电路故障是：与电压表并联的灯泡断路．
（3）因为小灯泡的额定电压为2.5V，对应的电流为0.3A，则其额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（4）灯泡亮度偏暗的原因是灯丝发光时温度很高，钨丝由固态直接变为气态发生升华现象而变细；
灯丝变细，电阻增大，在两端电压一定时，由公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，消耗的功率变小，即实际功率减小．
故答案为：（1）．（2）灯泡断路．（3）0.75．   （4）升华；小．

点评 本题考查了电流表的调节及读数、求灯泡额定功率、电功率的变化以及滑动变阻器规格的选择，考查角度广，设计知识点多，综合性较强，具有一定的代表性．