Question

3．如图在测定小灯泡电功率的实验中，选用的电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）连接电路时开关应断开，闭合开关前，如图甲中滑动变阻器的滑片P应位于A（选填“A”或“B”）端．
（2）用笔画线代替导线，连接完整如图甲所示的实物电路．
（3）闭合开关，移动变阻器的滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数、电流表无示数，原因可能是小灯泡断路（写出一种即可）．
（4）排除故障后，闭合开关、移动滑片P至电压表的示数如图乙所示，其读数为2.2 V；要获得小灯泡额定功率的数据，滑片P应向B（选填“A”或“B”）移动．
（5）改变滑片P的位置，获得多组对应的电压、电流值，绘制得如图丙所示的图象．由图象可知，小灯泡额定功率是0.5W．观察图丙所示的I-U图象不是直线的原因是灯丝电阻随温度变化而变化．
（6）若想接着探究电流与电压的关系，需要补充的实验器材是定值电阻．
（7）整理器材时发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热，原因是PB部分和PC部分串联，电流相等，PB部分比PC部分的电阻大，根据焦耳定律Q=I²Rt，在通电相同的条件下，PB部分产生的热量较多，所以热．

Answer 1

分析 （1）为保护电路在连接电路时，开关应断开；为保护电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至最大阻值处；
（2）掌握电流表的接法，电流表与灯泡串联，并要选择合适的量程；
（3）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡断路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数，可能是电流表断路或电流表之外的电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析可知电路故障为灯泡断路．
（4）由图示电表确定其量程与分度值，读出电表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向；
（5）由图象找出额定电压对应的电流，由P=UI求出灯泡额定功率；灯丝的电阻随温度的变化而变化；
（6）要探究电流和电压的关系，应使电阻不变；
（7）根据焦耳定律结合串联电路电流及电阻的关系进行判断．

解答 解：（1）连接电路时，开关应断开；滑动变阻器的滑片位于最大阻值处，滑动变阻器的下面接了右边的B接线柱，所以在闭合开关前，应将滑片移至最左端，即A端，使其阻值最大；
（2）图甲中应将电流表与灯泡串联，由于电流不会很大，所以可选择0～0.6A的量程，如图所示：

（3）连好电路后闭合开关，移动滑片变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，则故障可能是小灯泡断路；
（4）由图乙所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，所示为2.2V，灯泡两端电压小于额定电压，要测灯泡额定功率，应向B端移动滑片，减小滑动变阻器接入电路的阻值，使灯泡两端电压增大，知道额定电压2.5V位置．
（5）由图丙可知，灯泡额定电压对应的电流为0.2A，灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
因为灯丝电阻随温度变化而变化，所以灯泡的电流与电压不成正比．
（6）若想接着探究电流与电压的关系，需保持电阻不变，所以还需补充定值电阻；
（7）PB部分和PC部分串联，根据Q=I²Rt，两部分的电流相同，通电时间相同，由于PB的电阻大于PC的电阻，所以PB部分产生的热量多，比较热．
故答案为：（1）断开；A；（2）见上图；（3）小灯泡断路；（4）2.2；B；（5）0.5；灯丝电阻随温度变化而变化；（6）定值电阻；（7）PB部分和PC部分串联，电流相等，PB部分比PC部分的电阻大，根据焦耳定律Q=I²Rt，在通电相同的条件下，PB部分产生的热量较多，所以热．

点评 此题是测量灯泡的额定功率实验，考查了电路的连接和电路图的画法，同时考查了电流表的读数及电功率和电阻的计算，还涉及到了电路故障的分析，这些都是电学实验中的常见内容．