Question

实验室购买了一批规格为“2.5V  0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只灯泡做测量小灯泡电功率的实验．

（1）用笔画线代替导线把如图所示的实物电路补充完整．
（2）按图连接电路，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应调至______端（选填“左”或“右”）；
（3）实验时测得如下一组数据．其中第2次实验时的电流表示数如图所示，则第二次测得的电流是______A．

实验次数	1	2	3
电压U/V	2.0	2.5	3.0
电流I/A	0.34		0.44

①分析这组数据，你认为该小灯泡是否合格：______，其原因是：______
②假如生产这种小灯泡钨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是长了还是短了？答：______．
（4）图中的电源电压U保持不变，小灯泡的额定电压为U，且U＞U，定值电阻的阻值为R．在不改变电路连接的情况下，能测出小灯泡额定功率的是______

Answer 1

【答案】分析：（1）滑动变阻器串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电压表用3V量程．
（2）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值，滑动变阻器接左半段，滑片至右端接入电路的阻值最大．
（3）确定电流表的量程、最小分度值，根据图示读出电流表的示数．
①根据表中额定电压U对应的电流值I，由公式P=UI求出额定电压下灯泡的实际的功率，比较实际功率与额定功率判断灯泡是否合格．
②已知灯泡额定功率与额定电压下的实际功率，根据P=判断灯丝电阻阻值是偏大还是偏小，再影响导体电阻的因素判断灯丝的长短．
（4）小灯泡的额定功率等于额定电压和额定电流的乘积，小灯泡的额定电压U已知，关键是测出额定电流．可以不考虑S₁和滑动变电阻的作用，假设都是闭合状态，分别分析每个电路的开关及电流表和电压表的关系，看哪一个电路图能测量出灯泡的额定电流．
解答：解：（1）灯泡右端接线柱接滑动变阻器右端上面接线柱，滑动变阻器串联在电路中；灯泡右端接线柱接电压表3V接线柱，电路图如图所示．
（2）按图连接电路，在开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应调至右端．
（3）电流表的量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.4A．
①由表知电压为额定电压U=2.5V时，电流I=0.4A，灯泡实际功率P_实=UI=2.5V×0.4A=1W；灯泡的额定功率P_额=0.75W，
在额定电压下实际功率P_实＞P_额，所以灯泡不合格．
②因为P_实＞P_额，由P=知灯丝电阻偏小，因为导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关，因为灯丝电阻偏小，在小灯泡钨丝的粗细是一定的情况下，这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比短了．
（4）A、S₂闭合S₃断开时，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；S₂断开S₃闭合时，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数．测不出灯泡的额定电流，该电路图不能测出小灯泡的额定功率；
B、S₂闭合S₃断开，电压表测电灯两端的电压，其上端为正极、下端为负极；
S₃闭合S₂断开，电压表测定值电阻R两端的电压，其上端为负极，下端为正极；
电压表的两次接线方法相反，在不改变电路连接方式的情况下，无法进行测量，B图不能测出小灯泡的额定功率；
C、开关处于1的位置，电压表测量的是灯泡和电阻串联后的两端电压U；
开关处于2的位置，电压表测量的是灯泡的两端电压U，则小灯泡的电流为I=，小灯泡的额定功率表达式
是P=UI=U．
D、开关处于1的位置，电流表把灯泡和电阻短路，电流表测量滑动电阻的电流；
开关处于2的位置，电流表把小灯泡短路，测量的是通过电阻的电流．测不出灯泡的额定电流，该电路图不能测出小灯泡的额定功率．
故答案为：（1）电路图如图所示．（2）右．（3）0.4； ①不合格；在额定电压的条件下小灯泡的实际电功率大于额定功率了．②短了．（4）C．

点评：1、导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关，在材料、横截面积相等的情况下你，导体越长导体电阻越大．
2、判断能不能测灯泡额定功率的电路时，应（1）知道电功率的计算公式；（2）能够分析开关闭合断开时电路的连接情况，综合性较强，很容易出错．