Question

12．在“測定小燈泡電功率”的實驗中，已知小燈泡的額定電壓為2.5V，燈絲電阻約為8Ω．
（1）小明所在實驗小組連接的電路如圖1所示，其中有兩處錯誤或不妥．請指出：
①電流表的正負(fù)接線柱接反了；②滑動變阻器全接在下端的兩個接線柱了．
（2）將上述錯誤或不妥改正后，閉合開關(guān)發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)出特別耀眼的光，且此時電流表、電壓表都有示數(shù)，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是滑動變阻器阻值太小了．
（3）實驗中調(diào)節(jié)滑動變阻器使電壓表的示數(shù)為2.5V時燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖2所示，小燈泡的額定功率為0.85W．
（4）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)，這個小燈泡正常工作時的電阻為7.35Ω（保留兩位小數(shù)） 通過實驗繪制成如圖所示的I-U圖象，通過分析你能得到的結(jié)論是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）在實物圖中找連接錯誤之處，一般從電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法上考慮：電壓表量程選擇要看燈泡的額定電壓，電流表的量程要通過I=UR計算得出，還要注意電壓表和電流表的正負(fù)接線柱和連入電路的方法．滑動變阻器要從接線柱的選擇和滑片位置考慮．
（2）燈泡亮的耀眼→電流太大→電路總電阻太小→滑動變阻器的滑片沒在最大阻值處．
（3）由圖乙所示電流表確定其分度值，讀出其示數(shù)，由P=UI求出燈泡功率．
（4）由歐姆定律可以求出燈泡電阻；知道燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1）由電路連接知：電流表沒有采用“正進(jìn)負(fù)出”的接線方法；滑動變阻器同時連接了下面的兩個接線柱，相當(dāng)于在電路中串聯(lián)了一個定值電阻，起不到調(diào)節(jié)電路電流的作用；
（2）燈泡發(fā)光，電流表、電壓表有示數(shù)，說明電路是通路，但電流太大，原因是電路電阻太小，故障是滑動變阻器阻值太小了；
（3）由電路圖可知，電流表量程為0～0.6A，由圖2所示電流表可知，其分度值為0.02A，示數(shù)為0.34A，燈泡額定功率為P_額=U_額I_額=2.5V×0.34A=0.85W；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可得：燈泡正常發(fā)光時的電阻為R=$\frac{{U}_{額}}{{I}_{額}}$=$\frac{2.5V}{0.34A}$≈7.35Ω；
根據(jù)圖象知：當(dāng)電壓越大時，電流越大，燈絲溫度較高，電阻會變大，則說明燈絲電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）電流表正負(fù)接線柱接反；滑動變阻器同時連接了下面的接線柱；（2）滑動變阻器阻值太小了；（3）0.85；（4）7.35；燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

點評 此題考查的是測量小燈泡功率的過程，屬于電學(xué)最重要的實驗之一．其中，電路連接過程中常見的錯誤包括：干電池沒有串聯(lián)，電流表、電壓表選擇量程不當(dāng)或正負(fù)接線柱接入錯誤，滑動變阻器同時連接了上方或下方的兩個接線柱，用電器被短路，等等．