Question

19．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压是4.5V，小灯泡的额定电压是2.5V，电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将甲图的电路元件连接成实验电路（要求滑片向右移动时灯泡变暗，连线不得交叉）

（2）小云同学连接最后一根导线时，灯泡立即发出明亮的光且很快熄灭．经检查发现连线正确，出现这一故障的原因有两个操作不当之处：
①开关没有断开；
②滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值位置．
（3）排除故障后，小云同学闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某点，电压表的示数如图乙所示，为1.8V．若她要测量小灯泡的额定功率，应将图中的滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V为止，这时电流表的示数如图丙所示，计算出此小灯泡的额定功率是0.8W．
（4）另一实验小组在实验中，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现灯不亮，电压表示数接近4.5V，电流表几乎无示数，出现这一故障的原因是灯泡断路或接触不良．
（5）小明发现灯泡的电阻是变化的，他和同学们通过讨论，得出灯丝电阻变化的原因是灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（6）如果将图甲中的小灯泡更换成定值电阻，且电路连接完好，还可以完成的实验是A
A．探究电流与电压关系
B．探究电流与电阻关系
C．探究电热的多少与电流大小的关系
D．探究电流做功的多少与电阻大小的关系．

Answer 1

分析 （1）将电流表串联在电路中，计算出灯泡的额定电流值，确定电流表的量程；
滑动变阻器串联，滑片向右移动时灯泡变暗，则变阻器的电阻需变大；
（2）连接电路过程中，开关需断开，闭合开关前，应将滑片移至最大阻值处；
（3）根据图乙读出电压表的示数；
根据串分压的知识，要增大电阻两端的电压，应减小滑动变阻器的阻值，当电压为额定电压时，灯泡正常发光；
根据图丙读出电流表的示数，由P=UI计算出电功率的值；
（4）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路；电流表指针不动，说明电路断路；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，电路故障是灯泡断路．．
（5）根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析；
（6）已知电阻值，电路可测电阻两端的电压，流过电阻的电流，据此判断可完成哪个实验．

解答 解：（1）电流表与灯泡串联，其额定电压大约为I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$═0.25A，可选择0～0.6A的量程；
滑片向右移动时灯泡变暗，则其阻值变大，所以下面应接左边的A接线柱，连图如下图所示：

（2）连接最后一根导线时，灯泡立即发光，说明连接电路过程中开关没有断开；
灯泡发光很亮，且又熄灭，说明滑动变阻器的阻值太小，致使灯泡烧坏；
（3）由图乙知，电压表的量程应为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；
灯泡两端电压低于额定电压，为使其正常发光，应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向左端即A端滑动，使电压表的示数为2.5V为止；
由图丙知，电流表的量程应为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A，则P=UI=2.5V×0.32A=0.8W；
（4）闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是灯泡断路．
（5）由于灯丝电阻与温度有关，不同电压时灯丝的功率不同，温度不同，所以电阻不同；
（6）把小灯泡换成定值电阻后，电阻阻值R一定，由电压表可测出电阻两端的电压U，电流表可测流过电阻的电流，因此利用该电路可完成“探究电流与电压的关系”关系实验．
故答案为：（1）连图如上图所示；（2）①开关没有断开；（3）1.8；A；2.5；0.8；（4）灯泡断路或接触不良；（5）灯丝的电阻随温度的升高而增大；（6）A．

点评 本题考查了测“小灯泡电功率”的实验中实验器材的正确使用、电路的连接、注意事项、电路故障分析和利用欧姆定律及功率的计算等问题，虽综合性强，但都是很基础、很重点的知识，只要掌握以上知识点，解决此题不难．