Question

8．如圖1是伏安法測(cè)額定電壓為2.5V的小燈泡的電功率的實(shí)物圖，電源為兩節(jié)干電池，燈泡的電阻值為10Ω左右

（1）按要求連接好實(shí)物圖．要求滑動(dòng)變阻器的滑片P往右移時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值變�。�
（2）根據(jù)實(shí)物圖在如圖2的方框內(nèi)畫出相對(duì)應(yīng)的電路圖；
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，電流表應(yīng)選0～0.6A擋，電壓表應(yīng)選0～3V擋，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在A端．
（4）閉合開關(guān)，接通電路后，電流表、電壓表工作正常，示數(shù)均不為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化，則可能的原因是將滑動(dòng)變阻器的上面兩個(gè)接線柱或下面兩個(gè)接線柱接入了電路．
（5）改正電路后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得某次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3和圖4所示，此時(shí)電流表的示數(shù)為0.2安，電壓表的示數(shù)為1.2伏．
（6）在實(shí)驗(yàn)（5）中，你認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作不妥之處是電流表量程太大．改進(jìn)的方法是：改用小量程．
（7）改正電路后按實(shí)驗(yàn)要求，他測(cè)出了一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結(jié)果如表所示：

電壓（伏）	2.00	2.50	2.80
電流（安）	0.27	0.30	0.32
小燈泡電阻（歐）	7.41	8.33	8.75
亮度變化	越來越亮

將表格中的空格填完整，然后根據(jù)表中的數(shù)據(jù)回答：
①小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大．（填“增大”、“不變”或“減少”）
②小燈泡的額定功率為0.75W．

Answer 1

分析 （1）使電壓表與被燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，滑動(dòng)變阻器的滑片P往右移時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值變小，說明滑動(dòng)變阻器的右下接線柱接入了電路；
（2）根據(jù)電流流向，從電源正極將開關(guān)、燈泡、電流表以及滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，最后將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端；
（3）根據(jù)歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光電流的大約值，根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；
連接電路時(shí)，開關(guān)必須處于斷開狀態(tài)，閉合開關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；
（4）如果滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)或下面兩個(gè)接線柱，移動(dòng)滑片滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值不變；
（5）由圖3和圖4中電表的量程與分度值，讀出電表的示數(shù)；
（6）實(shí)驗(yàn)時(shí)電表量程要適當(dāng)，量程過大，讀數(shù)誤差較大，量程太小，可能會(huì)損壞電表；
（7）根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈泡在不同電壓下燈絲的阻值；
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知燈絲電阻與溫度的關(guān)系；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)讀出燈泡的額定電壓和額定電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）已知燈泡的額定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，滑動(dòng)變阻器的右下接線柱與電源正極相連；如下圖所示：

（2）從電源正極依次串聯(lián)開關(guān)、燈泡、電流表以及滑動(dòng)變阻器回到電源負(fù)極，如下圖所示：

（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流約為I=$\frac{U}{R}$$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此電流表選擇0～0.6A量程；
因?yàn)闊襞莸念~定電壓為2.5V，因此電壓表的量程選擇0～3V；
連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)斷開，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)放在阻值最大處，即A端．
（4）當(dāng)滑動(dòng)變阻器同時(shí)接上面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器被短路，當(dāng)滑動(dòng)變阻器同時(shí)接下面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器被接成定值電阻，如果出現(xiàn)這兩種情況，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電流表和電壓表指針不隨著發(fā)生變化．
（5）由圖3所示電流表可知，其量程是0～3A，分度值為0.1A，電流表示數(shù)為0.2A；
由圖4所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表示數(shù)為1.2V．
（6）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，最大電流為0.32A，電流表選擇0～3A量程，電流表所選量程太大，導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差較大，應(yīng)換用小量程0～0.6A；
（7）由I=$\frac{U}{R}$可知，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{2V}{0.27A}$≈7.41Ω；
R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.33Ω；
R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.8V}{0.32A}$=8.75Ω．
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，燈泡兩端電壓越高，燈絲的溫度越高，燈絲的電阻越大，即小燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時(shí)，通過的電流為0.3A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
故答案為：（3）0～0.6A；0～3V；斷開；A；（4）將滑動(dòng)變阻器的上面兩個(gè)接線柱或下面兩個(gè)接線柱接入了電路；（5）0.2；1.2；（6）電流表量程太大；改用小量程；（7）7.41；8.33；8.75；①增大；②0.75W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求燈泡額定功率、電路故障分析、電表讀數(shù)、電表量程選擇、燈絲電阻與溫度的關(guān)系、歐姆定律和功率計(jì)算公式的應(yīng)用；對(duì)電表讀數(shù)時(shí)，要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)視線要與電表刻度線垂直．