Question

同学们在“测定小灯泡电功率”的实验中，电源用三节新干电池，小灯泡额定电压为2.5V，灯丝电阻阻值约为10Ω．

（1）请用笔画线代替导线，将如图的实物电路连接完整（要求减小误差，导线不要交叉）．
（2）小明同学正确连接电路闭合开关后，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的可能原因是______．（写出一种即可）
（3）小红同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数为1.5V，若她想测量小灯泡的额定功率，应将图中滑片P向______（填“左”或“右”）端移动．她根据实验数据画出如图所示的I-U图象，则小灯泡的额定功率是______W．
（4）小亮同学在测定小灯泡电功率的实验过程中，想知道滑动变阻器功率大小是如何变化．于是将电压表并联在滑动变阻器的两端．在实验中获得了如下表所示的数据．

实验次数	1	2	3	4
电压表的示数（V）	3.50	3.00	2.50	2.00
电流表的示数（A）	0.12	0.16	0.18	0.20
小灯泡的亮度	？

①．根据以上数据可得滑动变阻器的功率变化情况？______．
②．请分析在这个实验过程中，小灯泡的亮度变化情况？

Answer 1

解：（1）灯泡额定电压是2.5V，电压表选3V量程；灯泡正常发光时电流I===0.25A，则电流表选择0.6A量程；把电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示；

（2）闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表无示数，原因可能是小灯泡的灯丝断了（或小灯泡与灯座接触不良或小灯泡处断路）；
（3）由题意知电压表示数是1.5V；灯泡实际电压小于额定电压，实际功率小于额定功率．为了使灯泡正常发光，滑动变阻器分得的电压需减小，因此应向B端移动滑动变阻器滑片，直到电压表示数为2.5V，灯泡可正常发光；
由数据可知：电压表示数为2.5V，通过灯泡的电流为0.2A，则P=UI=2.5V×0.2A=0.5W，
（4）①根据功率公式P=UI计算出滑动变阻器的功率分别是：0.42W、0.48W、0.45W、0.4W，所以变化是先变大后变小；
②因为灯泡和滑动变阻器是串联，则根据串联电路的电压特点可知灯泡两端的电压分别为：1V、1.5V、2V、2.5V，
所以灯泡两端的电压逐渐变大，通过的电流也逐渐变大，根据P=UI可知灯泡的实际功率逐渐增大，所以灯泡逐渐变亮．
故答案为：（1）图略；
（2）小灯泡的灯丝断了（或小灯泡与灯座接触不良或小灯泡处断路）；
（3）右；0.5；
（4）①先变大后变小；②实验过程中，灯泡两端的电压逐渐变大，通过的电流也逐渐变大，根据P=UI可知灯泡的实际功率逐渐增大，所以灯泡逐渐变亮．
分析：（1）根据灯泡的额定电压选择电压表量程，根据灯泡正常发光时的电流，选择电流表量程，把电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端；
（2）灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数可能是电路断路；电压表示数接近3V，等于电源电压，说明电压表与电源两端相连，电压表并联电路之外，不存在断路；综合分析知电路故障原因是灯泡断路；
（3）确定电压表量程、最小分度值，由图示电压表读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系调节滑动变阻器滑片，直到使电压表示数等于灯泡的额定电压为止；
（4）①根据功率公式计算出滑动变阻器的功率，然后比较；
②求出灯泡不同电压下的功率即可知道亮度的变化．
点评：本题考查了实验注意事项、连接电路图、电压表读数、电路故障分析、滑动变阻器的调节、求灯泡的额定功率，这些都是实验的常考内容；应知道灯泡和滑动变阻器上电压的变化情况，这是本题的解答关键．