Question

15．在“测量标有2.5V字样小灯泡的电功率”的实验中，实验室提供的器材有电压表、电流表、开关、电压为4.5V的电源和标有“20Ω 1A”的滑动变阻器，小东已连接好如图甲所示的部分实验电路．

（1）请用笔划线代替导线将电路连接完整，要求闭合开关后，使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮．连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，且电压表的示数为0，电流表示数不为0，则出现故障的原因可能是小灯泡短路；
（2）故障排除后，闭合开关，移动滑片至某一位置时，电压表示数如图乙所示为2.2V．接下来他改变滑片的位置，获得多组对应的电压值和电流值，绘制成如图丙所示的图象，由图象可知该灯泡的额定功率是0.5W．
（3）某同学想用此实物图研究电流与电压的关系，他能不能研究？说明理由．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器要串联在电路中，且按“一上一下”的方式接入电路；
电流表有示数，说明电路为通路，然后根据灯泡不亮和电压表示数为零以及断路和短路的特点判断电路故障；
（2）由图示电压表确定其量程与分度值，然后读出其示数；
由图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）要得出电流和电压的关系，需保持电阻不变．

解答 解：（1）滑动变阻器按“一上一下”的方式串联接入电路，要使滑片P向右端移动时小灯泡的亮度变亮，
此时滑动变阻器接入电路的阻值减小，故应将滑动变阻器的D接线柱与电流表的“-”接线柱连接，如图所示：

连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，
电流表示数不为0，说明电路为通路；电压表示数为0，说明与电压表并联的小灯泡短路．
（2）由图乙可知，电压表选择的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V；
由图丙可知，当小灯泡两端的电压U=2.5V时，对应的电流I=0.2A，
则小灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（3）不能．要想研究电流与电压的关系，需要控制电阻一定；
而本题中，小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大，没有控制电阻一定．
故答案为：（1）见上图；小灯泡短路；
（2）2.2； 0.5；
（3）不能．想研究电流与电压的关系，需要控制电阻一定；
而本题中，小灯泡的灯丝电阻随温度的升高而增大，没有控制电阻一定．

点评 此题是测定小灯泡的电功率实验，考查了实物电路的连接、电表的读数及电功率的计算等，同时涉及到了灯丝电阻与温度的关系，属于电学实验常考的内容，也是需要我们重点掌握的内容．