Question

12．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
（2）在闭合开关前，应该把滑动变阻器的滑片P调到A（选填“A”或“B”）端．该同学在开关闭合后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，为了能使小灯泡发光，下一步应进行的操作是C
A．更换一相同规格的小灯泡            B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）然后正常进行实验，有关记录在表中：

实验次数	1	2	3
电压（V）	2.20	1.50	2.50
电流（A）	0.22	0.16

①该同学观察到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？灯的实际功率越大，灯越亮（写出一条即可）．
②由于粗心大意，该同学没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．则灯泡的额定功率＜0.625W（选填“＞”、“＜”或“=”），原因是灯丝温度越高，灯丝电阻越大．
（4）该同学在实验中进行了3次测量，其测量的目的是A
A、找普遍规律    B、求平均值减少误差   C、都对．

Answer 1

分析 （1）本实验中，小灯泡和电流表串联，电压表与小灯泡并联，根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光电流确定电流表量程；
（2）闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
灯泡不亮，可能是灯泡短路、或断路或灯泡的实际功率太小，然后根据电压表、电流表的情况确定晶体的原因；
（3）①计算出灯泡的电功率，得出灯泡亮暗与实际电功率的关系；
②因为灯泡电压增大，灯泡亮度增大，灯丝温度升高，灯丝电阻随电压的增大而增大．
正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻，即：R＞7.9Ω；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知计算出的额定功率偏大还是偏小；
（4）实验中为了得到普遍性的规律，得出灯泡的亮暗与实际功率的关系，测量了多组数据．验中，小灯泡和电流表串联，电压表与小灯泡并联，小灯泡的额定电压是2.5V，由此可以确定电压表选择的量程；由灯泡正常发光电流确定电流表量程．

解答 解：
（1）测定“小灯泡电功率”的实验中，小灯泡和电流表串联，电压表与小灯泡并联，小灯泡的额定电压是2.5V，所以电压表使用0-3V量程；
灯泡正常发光时电流约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以电流表使用0-0.6A量程．如图所示：

（2）滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以闭合开关前，应将滑片移至左端的A接线柱，使其阻值最大；
电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，是因为灯泡的实际电功率太小造成，所以应减小滑动变阻器的阻值，观察灯泡是否发光，C正确；
（3）①灯泡的电压越大、电流越大，则P=UI可知，灯泡的电功率越大，由已知条件知，灯泡的亮度越大，说明灯泡的亮暗决定于灯泡的实际功率；
②第一次灯泡两端的电压较低，灯泡的实际功率较小，所以温度较低，此时灯泡的电阻较小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算额定功率时，代入的电阻值偏小，所以所得电功率偏大；
（4）实验中为了使结论更具普遍性，应多测几组数据进行分析．
故答案为：
（1）见上图；
（2）A；C；
（3）①灯的实际功率越大，灯越亮；②＜；灯丝温度越高，灯丝电阻越大；
（4）A．

点评 此题是测量灯泡的电功率实验，考查了电路的连接、电路故障的分析、滑动变阻器的使用、灯丝电阻与温度的关系，这些都是实验中容易忽略的问题要细心．