Question

李娟同学按如图甲所示设计电路，测标有“2.5V”字样灯泡的功率，所连成的实物如图乙所示．

（1）她仔细检查后发现实物连接有误，但只需改变一根导线的连接就能改为如图甲所示的正确电路，请在乙图连接错误的那根导线上画“×”，并用笔画线代替导线改正过来．
（2）如图闭合开关后出现下表所示情况，请你确定她分析可能原因中

灯泡短路

正确的．

故障现象	分析原因
电流表示数为0 电压表示数不为0	电压表短路
	灯泡断路
	滑动变阻器接入C、D两点

（3）她在连接电路的过程中，开关应

断开

，闭合开关之前，应将滑动变阻器的滑片调到

最大阻值

的位置．
（4）她按实物连接要求连接好后，闭合开关发现灯泡没有发光，接下来她应

立即断开开关，检查故障原因

．
（5）她在实验时，设计了一个记录数据的表格：

实验次数	U/V	I/A	P/W	功率平均值
1
2
3

你认为她设计的不妥之处是

功率平均值

．
（6）他在进行实验时，测量数据随意记录在一片纸上，如图丙根据他所测的数据，灯泡正常发光时的功率

0.5

W．
（7）根据实验数据，你有什么新发现？在横线上写出新发现：

灯丝的电阻随两端电压增大而增大

．你分析导致的原因可能是

灯丝的电阻受温度的影响

．
（8）根据这些数据推理得知，家庭电路中白炽灯灯泡多数是在开关闭合瞬间灯丝烧断，原因是此时电阻

小

，实际功率

大

．（填“大小不变”、“大”、“小”）
（9）平时我们都没有考虑电流表，电压表的电阻对电路的影响．实际情况电压表的电阻很大，电流表电阻很小．则她所设计的电路中

电流

表对测量结果会产生影响．

Answer 1

分析：（1）测标有“2.5V”字样灯泡的功率时，灯泡和滑动变阻器组成串联电路，电流表测电流，电压表测量灯泡两端的电压；
（2）电压表有示数说明与电压表串联的电路是通路，电流表无示数说明电流表短路或滑动变阻器并联的部分断路；
（3）为了保护电路，连接电路时，开关处于断开状态，滑动变阻器的滑片处于最大阻值处；
（4）灯泡不亮的原因有两个：没有电流通过或虽有电流通过、但太小；是否有电流可以由电流表、电压表指针是否偏转确定；
虽有电流通过、但太小可以通过调节滑动变阻器来观察灯泡是否发光来判断；
（5）额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率，是固定不变的；
（6）根据图找出额定电压对应的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（7）通过计算电阻大小，说明灯丝电阻大小变化的情况；灯丝电阻变化的原因是灯丝的温度在变化；
（8）用电器中实际功率越大，越容易烧毁，结合电阻与温度的关系和P=

U2

R

，从而可以确定白炽灯在刚开灯的瞬间容易烧毁的原因．
（9）电压表测量灯泡的实际电压，电流表测量电压表和灯泡的总电流，大于灯泡的电流，会使电阻的测量值偏小．

解答：解：（1）电压表测量灯泡两端的电压，应并联在灯泡的两端，图中电压表与灯泡和滑动变阻器并联了，且正负接线柱连接错误．如下图所示：

（2）闭合开关后，电流表示数为0，电压表示数不为0说明可能的电路故障为电流表短路或电压表并联的部分断路，结合选项可知选灯泡断路．
（3）根据电路图连接实物图时，开关处于断开状态，避免连接完最后一根导线，电路中就有电流，可能会损坏电路元件．
滑动变阻器的滑片处于阻值最大，使电路中的电流最小，对电路起到保护作用．
（4）闭合开关发现灯泡没有发光，接下来她应立即断开开关，检查故障原因．
（5）额定功率是指灯泡两端电压等于额定电压时的功率，当灯泡两端电压不等于额定电压时，根据P=UI求出的功率不是额定功率，
所以不能通过求功率平均值的方法来求灯泡的额定功率．
（6）由I=

U

R

可知，灯泡两端的电压增大时，对应的电流也增大，所以电压1.0V、2.5V、2.8V对应的电流为0.1A、0.2A、0.21A；
当U=2.5V时，I=0.2A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（7）由表中数据计算：根据R=

U

I

可得依次对应的电阻为10Ω、12.5Ω、13.3Ω，对应的功率为0.1W、0.5W、0.588W，
由此可知，灯丝的电阻随两端电压增大而增大；灯丝的温度越高，灯丝电阻变大，即灯丝电阻变化的原因是灯丝的温度在变化．
（8）灯丝的电阻随着温度的升高而增大，当开关刚接通时，根据P=

U2

R

可知，此时的实际功率较大，所以此时的白炽灯更容易烧毁．
（9）电压表测量灯泡的实际电压，电流表测量的是电压表和电阻的总电流，所以她所设计的电路中电流表对测量结果会产生影响．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）灯泡断路；
（3）断开；阻值最大；
（4）立即断开开关，检查故障原因；
（5）功率平均值；
（6）0.5V；
（7）灯丝的电阻随两端电压增大而增大，灯丝的电阻受温度的影响
（8）小；大；
（9）电流．

点评：本题考查了电路图正误的判断、电路故障的判断、电功率的计算、实验的评估等，关键是会根据滑片的移动确定灯泡电流与两端电压之间的变化关系、电流表与电压表对实验的影响综合性强，难度较大．