Question

9．如圖甲是小明同學在“測量小燈泡的電功率”的實驗中未完成連接的實物圖．燈泡的額定電壓是2.5V，電阻約9Ω．滑動變阻器阻標有“20Ω　1A”字樣：

（1）正確完成電路的連接．
（2）在開關閉合前，應將滑片P放在B　端．（選填“A”或“B”）
（3）小明正確連好電路，閉合開關發(fā)現(xiàn)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，燈泡均不能發(fā)光，經(jīng)檢查除燈泡和變阻器以外，其他元件均無故障．請你判斷：若兩電表示數(shù)均為零，則故障使變阻器斷路．若電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)．則故障是：燈泡斷路．
（4）實驗中小明調(diào)節(jié)變阻器滑片的位置，使小燈泡兩端電壓分別為2V、2.5V、2.8V，依次測出通過小燈泡的電流，并觀察發(fā)光情況，記錄結果如表．當小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖乙所示，此時小燈泡的電阻是8.3Ω．小燈泡的額定功率是0.75W．（計算結果保留兩位小數(shù)）

U/V	I/A	R/Ω	燈泡亮度
2	0.25	8	比正常發(fā)光暗
2.5			正常發(fā)光
2.8	0.32	9	比正常發(fā)光亮

（5）當小燈泡兩端電壓不同時，燈絲電阻大小也發(fā)生改變，對此合理的解釋是：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）能正確按照要求連接電路圖；能正確選擇兩表的量程；
（2）連接電路的安全原則：在閉合開關前，滑動變阻器接入電路中的阻值最大，對電路有保護作用；
（3）根據(jù)題目中的現(xiàn)象，可判斷前一種故障是由于滑動變阻器斷路形成的；后一種故障是由于燈泡斷路形成的；
（4）應用歐姆定律來解答燈泡的電阻；應用電功率的測量式解答燈泡的額定功率．
（5）大多數(shù)金屬導體的電阻是隨著溫度的升高而增大的，因而燈絲的電阻也隨著溫度的升高而增大．

解答 解：
（1）電壓表與燈L并聯(lián)，且量程范圍稍大于燈泡的額定電壓，因而選擇0∽3V的量程；電流表在串聯(lián)在電路中，且量程范圍稍大于燈泡正常發(fā)光時的電流，因而選擇0∽0.6A
量程．
（2）如圖甲所示，由于閉合開關前，滑動變阻器的阻值應達到最大阻值處，所以圖中滑動變阻器在閉合開關前滑片P應放在滑動變阻器的B端，這樣做的目的是：在閉合開關前，滑動變阻器接入電路中的阻值最大，對電路有保護作用；
（3）由于滑動變阻器的斷路，使得整個串聯(lián)電路處于斷路狀態(tài)，因而兩表均無示數(shù)；由于燈泡的斷路，使得電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表內(nèi)阻很大，它兩端分得較大的電壓，且接近于電源電壓，因而電壓表有示數(shù)，此時電路中的電流很微弱，不足以使電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因而電流表無示數(shù)；
（4）由圖乙讀出電流表的示數(shù)I=0.3A，即為燈泡正常發(fā)光時的電流，由歐姆定律公式變形可算出燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；燈泡的額定功率p=UI=2.5V×0.3A
=0.75W；
（5）大多數(shù)金屬導體的電阻是隨著溫度的升高而增大的，因而燈絲的電阻也隨著溫度的升高而增大．
故答案為：（1）電路圖如圖所示

（2）B；（3）變阻器斷路、燈泡斷路；（4）8.3、0.75； （5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了測燈泡額定功率問題，歐姆定律的應用，電路圖的連接，電表的讀數(shù)，誤差分析，綜合性較強，很容易出錯．