Question

九（2）班同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中，设计了如图甲所示的电路图．小灯泡上标有“2.5V　0.3A”字样，电源电压为3V．

（1）根据电路图，在图乙中用笔画线代替导线连接实物图．
（2）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，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）小亮闭合开关后，通过调节滑动变阻器，使灯泡正常发光时电流表示数如图丙所示，请在下表中填写相应的电流和电功率的值．

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

（4）李明测量了小灯泡的不同电压下的三组功率值，他准备取三次测量的平均值作为小灯泡的额定功率，你认为这样计算______（填“有”或“无”）意义．同组的小红还注意到，这个实验记录的数据也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻．通过计算，他发现灯丝的电阻值随电压升高而增大，他想：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么会有这样的结论呢？请你给他作出合理的解释：______．

Answer 1

解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电源电压是3V，因此电压表应选0～3V量程，根据图甲所示电路图连接实物电路图，如图所示．
（2）当滑动变阻器同时接下面两个接线柱时，滑动变阻器成为定值电阻，电路总电阻较大，电路电流很小，灯泡电压很小，灯泡实际功率很小，因此电压表与电流表示数很小，灯泡较暗，移动滑片现象不变；灯泡断路，电路断路，灯泡不亮，电流表无示数，与灯泡并联的电压表接在电源两端，电压表测电源电压，示数较大．
（3）由图丙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，
电流表示数是0.32A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（4）灯泡在额定电压下的功率为额定功率，把不同电压下实际功率的平均值作为额定功率，是错误的，没有意义；
随灯泡电压的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，因为灯丝电阻随灯丝温度的升高而变大，所以灯丝的电阻值随电压升高而增大．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）滑动变阻器同时接下面两个接线柱；灯泡断路；
（3）0.32；0.8；（4）无；灯丝电阻随温度升高而增大．
分析：（1）根据图甲所示电路图连接实物电路图，根据灯泡额定电压（或电源电压）选择电压表量程，连接电路时，注意电表正负接线柱不要接反．
（2）滑动变阻器应接一上一下两个接线柱，如果同时接下面两个接线柱，则电路电流较小，灯较暗；
常见电路故障有断路与短路，根据电路现象，分析电路故障原因．
（3）由图丙所示电流表确定电流表量程与分度值，读出电流表示数，然后由电功率公式求出灯泡功率．
（4）灯泡在额定电压下的功率为额定功率，不能把不同电压下实际功率的平均值作为额定功率；可从温度对电阻的影响分析答题．
点评：本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电表读数、求灯泡电功率、影响灯丝电阻的因素，是实验的常考问题，一定要掌握；连接实物电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反；对电表读数时，要先确定电表量程与分度值，读数时视线要与刻度线垂直．