Question

6．某同學要測量一個額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，如圖已經(jīng)畫出了實驗電路圖

（1）如圖所示的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確，請你在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法．
（2）在閉合開關前，應該把滑動變阻器的滑片調(diào)到最左 （選填“左”或“右”）端．該同學在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，經(jīng)檢查，電路連接無誤，各元件完好，為了能使小燈泡發(fā)光，下一步應進行的操作是C
A．更換一相同規(guī)格的小燈泡    B．檢查電路是否斷路     C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）然后正常進行實驗，有關記錄在如表：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16

①該同學觀察到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結(jié)論呢？燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率（寫出一條即可）．
②由于粗心大意，該同學沒有記錄燈泡正常發(fā)光時電流表的示數(shù)，于是他根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{（2.2V）^{2}}{0.22A}$=10Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．則燈泡的額定功率＜0.625W（選填“＞”、“=”或“＜”），原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）該同學在實驗中進行了3次實驗（測量），下列實驗中也都采用了多次實驗（測量），其中與本實驗中多次實驗的目的不同的是C．
A．探究重力與質(zhì)量的關系時，改變鉤碼的質(zhì)量進行多次實驗
B．探究電流與電阻的關系時，改變定值電阻的阻值進行多次實驗
C．測量課本的長度時，進行多次測量
D．探究串聯(lián)電路中電流的規(guī)律時，換用不同規(guī)格的燈泡多次實驗．

Answer 1

分析 （1）本實驗中，電壓表應測燈泡兩端電壓；
（2）閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；燈泡不亮，可能是燈泡短路、或斷路或燈泡的實際功率太小，然后根據(jù)電壓表、電流表的情況確定具體的原因；
（3）①計算出燈泡的電功率，得出燈泡亮暗與實際電功率的關系；
②因為燈泡電壓增大，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大．
正常發(fā)光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知計算出的額定功率偏大還是偏��；
（4）為了得出普遍性的規(guī)律，實驗中應測多組數(shù)據(jù)進行分析．

解答 解：
（1）測燈泡的額定功率的實驗中，電壓表應測燈泡兩端電壓，由圖電壓表測總電壓，由此修改電路如圖所示：
；
（2）滑動變阻器的下面接了右下角的接線柱，所以閉合開關前，應將滑片移至左端，使其阻值最大；
電壓表、電流表均有示數(shù)，但小燈泡不亮，是因為燈泡的實際電功率太小造成，所以應減小滑動變阻器的阻值，觀察燈泡是否發(fā)光，C正確；
（3）①燈泡的電壓越大、電流越大，則P=UI可知，燈泡的電功率越大，由已知條件知，燈泡的亮度越大，說明燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率；
②第一次實驗數(shù)據(jù)計算出燈泡電阻R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω，燈泡兩端電壓增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大，當燈泡正常發(fā)光時R＞10Ω，
再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=$\frac{{{U}_{3}}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W，此時計算的額定功率偏大，所以燈泡的額定功率小于0.625W；
（4）實驗中測量3次實驗，是為了找出普遍性的規(guī)律，得出實際功率和實際電壓、燈泡的發(fā)光程度與實際電壓的關系．
ABD與本實驗目的相同，即為了找出普遍性的規(guī)律，C的目的是取多次測量的平均值以減小誤差．故選C．
故答案為：（1）見上圖；（2）左；C；（3）①燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率；②＜；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（4）C．

點評 要測量燈泡的額定功率，首先要掌握測功率的原理P=UI及其電路圖的畫法，滑動變阻器在電路中的作用及用滑動變阻器來調(diào)節(jié)燈泡正常發(fā)光也是實驗中常考的內(nèi)容，電路故障的分析是電學實驗中的�？純�(nèi)容，也是難點．