Question

17．小明同學在“測定小燈泡的電功率”實驗中，選用如下器材：2節(jié)干電池、額定電壓為2.5V的小燈泡（額定功率小于1W）、電流表、電壓表、滑動變阻器（20Ω  1A）、開關和導線．
（1）請你幫助小明同學在下面空白處畫出此電路的電路圖．
（2）小明連接好完整的電路，閉合開關，他發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)幾乎為零，燈泡不發(fā)光，導致這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，小明通過正確操作，得到多組I、U數(shù)據(jù)，作出如圖所示的I-U圖象．由圖可知，燈泡兩端電壓為2.5V時，燈泡的額定功率為0.625W；燈泡的電阻隨電壓的增加而增大（選填“增大”、“不變”或“減小”），導致燈泡電阻變化的主要因素是燈絲的溫度發(fā)生變化．
（4）排除（2）問中故障后，移動變阻器滑片，不能（選填“能”或“不能”）實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．其理由是小燈泡有電阻．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)P=UI設計實驗電路．
（2）電壓表有示數(shù)且接近電源電壓說明電壓表與電源之間是通路，小燈泡不亮、電流表指針幾乎不動說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分斷路；
（3）根據(jù)額定功率的定義，找出額定電壓下的電流，根據(jù)P_額=U_額I計算額定電功率的大�。粺襞蓦娮桦S溫度升高而增大；
（4）滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，由串聯(lián)電路的分壓原理，從燈泡有電阻這一角度分析解答．

解答 解：
（1）用電流表測通過電阻中的電流，用電壓表測電阻兩端的電壓，為了保護電路，還要在電路中串聯(lián)滑動變阻器及來調節(jié)電壓．實驗電路如圖所示：
；
（2）閉合開關后，小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不動，說明電壓表并聯(lián)部分斷路，即小燈泡斷路；
（3）由圖乙知，燈額定電壓2.5V對應的電流為0.25A，所以燈泡的額定功率為：
P_額=U_額I=2.5V×0.25A=0.625W；
隨燈絲兩端電壓增大，燈絲的實際功率變大，則燈絲的溫度升高，并且電壓與電流的比值增大，即燈絲電阻增大，由此可知，燈絲電阻隨燈絲溫度的升高而增大；
（4）由題意可知，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，移動變阻器滑片，由串聯(lián)電路的分壓原理知，移到滑動變阻器的阻值最大時，變阻器分得電壓最大，但因為燈泡有電阻，燈泡兩端仍有一定電壓，所以不能實現(xiàn)燈泡兩端電壓從零連續(xù)變化到2.5V．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）0.625；增大；燈絲的溫度發(fā)生變化；（4）不能；小燈泡有電阻．

點評 此題考查電功率的測量，考查了實驗電路的設計、小燈泡電功率實驗中常見的故障分析，電功率的計算等，串聯(lián)電路分壓原理的理解，對學生的綜合分析能力要求比較高．