Question

6．张皓同学做“测定小灯泡电功率”的实验，设计的电路图如图甲所示，所选用的电压表有0～3V和0～15V两个量程，小灯泡所标示的额定电压为2.5V．

（1）本实验中电压表他应选用0～3V量程；
（2）张皓同学按甲图连好电路如图乙所示，闭合开关前，他应将滑片P移到滑动变阻器的最左（选填“左”或“右”）端；
（3）接着检查电路连接，他发现有一根导线连接错了，请你在乙图中在应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法；
（4）改正连接后，他闭合开关，发现灯泡不发光，电流表有示数，电压表示数为0，移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数，那么电路的故障原因是：灯泡短路；
（5）排除故障后进行实验，他根据实验测得的数据，画出了小灯泡的电流随电压变化的图象如图丙所示，由图象可知小灯泡的额定功率是0.75W；
（6）由步骤（5）知小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，他结合实验过程分析得知，形成的原因是：灯泡的电阻随温度的变化而变化．

Answer 1

分析 （1）根据电源电压为两节干电池可判断电压表选择的量程；
（2）实验前滑动变阻器的滑片应置于最大阻值处；
（3）电压表应测量灯泡两端的电压，据此找出实物图中的错误并改正；
（4）电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明电压表并联的部分短路，据此判断；
（5）额定功率为小灯泡在额定电压下的功率，从图象中读出数据，利用公式P=UI进行计算；
（6）从灯泡电阻的变化可解释图象为什么不是一条直线．

解答 解：（1）由图可知，电源电压为两节干电池，所以电压不超过3V，则电压表可选择0～3V量程；
（2）闭合开关前，应将滑片P移到滑动变阻器的最大阻值处，即图中的左端；
（3）电压表应测量灯泡两端的电压，图中接在了灯泡和变阻器的两端，故改正如下．

（4）电流表有示数，说明电路为通路，电压表无示数，说明电压表并联的部分短路，即灯泡发生了短路故障；
（5）读图象可知，当电压为2.5V时，电流的大小为0.3A，则小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（6）由于灯泡灯丝的电阻是变化的，会随温度的升高而增大，所以电流随电压变化的图象不是一条直线．
故答案为：（1）0～3；
（2）左；
（3）见上图；
（4）灯泡短路；
（5）0.75；
（6）灯泡的电阻随温度的变化而变化．

点评 伏安法测小灯泡电功率的实验中，首先根据小灯泡的额定电压和额定电流选择电压表和电流的量程，然后根据电路图连接实物，最后测出小灯泡在不同电压下的实际功率；本实验需要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化．考查较为全面，也是较为典型的实验题．