Question

测定小灯泡额定功率的实验器材如图1所示，其中小灯泡上标有“3.8V”的字样，它的电阻约10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，把图1中的器材连接成实验电路（导线不要交叉）．
（2）小刚合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．于是小刚提出以下猜想：
A．可能是灯丝断了   
B．可能是小灯泡短路
C．可能是变阻器开路
究竟哪个猜想正确，可根据电流表和电压表的示数进行判断（电流表、电压表均无故障）．下表给出了电流表、电压表可能出现的几种情况，请判断每种情况下哪个猜想是正确的，并把其序号填写在对应的空格里．

电流表	电压表	判断结果
示数不为零	示数为零
示数为零	示数不为零
示数为零	示数为零

（3）小刚排除故障后，调节滑动变阻器使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图2所示，则通过小灯泡的电流为

 

A，小灯泡的额定功率为

 

W．
（4）做完实验后，程跃将测灯泡实际功率实验与以前做过的测某一固定电阻阻值的实验进行比较，发现这两个实验有许多相似的地方，也有不同之处．请你写出一个不同之处：

 

．
（5）程跃根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，做出了I-U图象，如图3所示．结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成正比．程跃很纳闷，请你帮助他分析原因

 

．

Answer 1

分析：（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流确定电流表量程；伏安法测灯泡额定电功率，应把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联接入电路，电压表与灯泡并联，据此连接电路图；连接电路时，注意电表正负接线柱不要接反，注意滑动变阻器的接法．
（2）灯泡不亮，可能是灯泡电路存在断路或短路造成的，根据电表示数情况判断电路故障原因．
（3）由图2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额定功率．
（4）根据对两个实验的掌握，从实验目的、原理等方面分析答题．
（5）可从温度对灯泡电阻的影响分析原因．

解答：解：（1）灯泡额定电压是3.8V，电压表应选0～15V量程，灯泡正常发光时的电流I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，电流表选0～0.6A量程，伏安法测灯泡电功率的实物电路图如图所示．
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路，或灯泡短路，或灯泡之外电路断路造成的；
①电流表示数不为零，说明电路不存在断路，灯泡不亮只能是灯泡短路造成的，故B正确；
②电流表示数为零，说明电路存在断路，电压表示数不为零，说明电压表两接线柱与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路，故电路故障是灯泡断路，故A正确；
③电流表示数为零，说明电路存在断路，电压表示数为零，说明电压表两接线柱与电源两极不相连，电压表并联电路之外存在电路，可能是与灯泡串联的滑动变阻器开路，故C正确；电路故障原因如下表所示．

电流表	电压表	判断结果
示数不为零	示数为零	B
示数为零	示数不为零	A
示数为零	示数为零	C

（3）电流表量程是0～0.6A，由图2所示电流表可知，电流表分度值是0.02A，
电流表示数是0.36A，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.36A=1.368W；
（4）测灯泡实际功率的实验原理是：P=UI，测定值电阻阻值的实验原理是欧姆定律，这两个实验的实验原理不同．
（5）由于灯丝电阻随温度的升高而变大，灯丝电阻不是定值，
灯泡两端的电压与通过灯泡的电流不成正比，所以I-U图象不是直线．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）如上表所示；（3）0.36；1.368；（4）实验原理不同；（5）灯丝电阻随温度的升高而变大．

点评：本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡额定功率、影响灯泡电阻的因素等问题，是实验的常考问题，一定要掌握；连接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，要掌握滑动变阻器的接法．