Question

程跃学过“测定小灯泡功率”的实验后，想测定一个汽车上用的小灯泡的额定功率，请你跟随程跃边实验边思考，逐一回答下面的几个问题．
（1）请在下面方框内画出该实验电路图．

（2）程跃选用小灯泡的额定电压是12V，用干电池作电源不太方便，他利用实验室中的学生电源进行实验，发现学生电源能提供2V、4V、6V、8V、10V、12V、14V、16V的电压，让你选择，你会把开关拨在______V位置．
（3）程跃刚连接完最后一根导线，立即看到灯泡发出明亮的光．在一旁观察的林雨一惊，提醒程跃实验中有问题．程跃想，我的实验连线没有出问题啊！请你帮助程跃找出实验中两个操作不当之处：①______；②______．
（4）当小灯泡正常发光时电流表的读数如图a所示，此灯泡额定功率是______W．
（5）做完实验后，程跃将测灯泡电功率实验与以前做过的伏安法测电阻的实验进行比较，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：______
（6）程跃根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图24b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

【答案】分析：（1）可根据测功率的实验原理P=UI来确定实验的器材，并把这些器材按照使用方法连出电路图；
（2）因为串联电路起分压作用，测灯泡功率时，灯泡和滑动变阻器串联，因此电源电压应大于灯泡的额定电压；
（3）实验时，为了保护电路，开关要断开，滑动变阻器滑片置于电阻最大处；
（4）知道灯泡的额定电压为12V，读出正常发光电流I，根据P=UI计算；
（4）从实验目的、原理、用电器不同等方面进行分析；伏安法测电阻原理：R=UI，测电功率原理：P=UI；
（5）这是因为灯丝电阻受灯丝温度的影响：由于灯泡所加电压增大，实际功率增大，亮度增加温度升高，改变了电阻，使图线不是直线．
解答：解：（1）根据P=UI可知：测量功率需要电压表和电流表，为保护电路和改变灯泡电压，还需要滑阻，根据各元件使用特点，电路图连接如下：

（2）因为电源电压需大于灯泡的额定电压12V，因此选择电源时，应选14V或16V的电源；
（3）①连接电路时开关是闭合的②滑动变阻器接人电路中的阻值未调节到最大值处；
（4）电流表的量程为3A，分度值为0.1A，则电流表的示数为1.5A；则P=UI=12V×1.5A=18W
（5）实验原理不同（测功率用P=UI，测电阻用欧姆定律R=）
（6）灯丝的阻值随温度升高而变化（增大），不是定值，得不出正比关系
故答案为（2）14（或16）
（3）①连线时开关是闭合的；②滑动变阻器接入电路中的阻值未调节到最大值处
（4）18
（5）依据物理的原理不同（测功率用P=UI，测电阻用R=U/I）
（6）灯丝的阻值随温度升高而变化（增大）．
点评：知道电阻是导体本身的一种性质，取决于导体的材料、长度、横截面积，另外受温度影响．本题涉及故障分析、两个实验（测电阻、测电功率）的比较，属于难题．