Question

小明在做“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，已知電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V（阻值約為10Ω）
（1）他在檢查儀器時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖甲所示，則接下來(lái)的操作是

調(diào)零

．
（2）圖乙是小明畫出的實(shí)驗(yàn)電路圖，請(qǐng)你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線，幫他將圖丙中未完成的電路接好，要求：電流表、電壓表選擇合適的量程；滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變小；導(dǎo)線不能交叉．


（3）小明檢查無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到某一位置，電流表和電壓表的示數(shù)如圖丁所示，此時(shí)流過(guò)小燈泡的電流是

0.22

A，燈泡兩端的電壓是

1.8

V，燈泡的實(shí)際功率是

0.396

W．
（4）改變滑動(dòng)變阻器的阻值，多次測(cè)量通過(guò)小燈泡的電流和它兩端電壓，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，小明畫出了小燈泡電流隨其兩端電壓變化的關(guān)系圖象（如圖戊所示），根據(jù)提供的信息，計(jì)算出小燈泡的額定功率為

0.625

W，小燈泡燈絲的電阻隨電壓增大而

增大

，從物理學(xué)角度分析，造成這一現(xiàn)象的原因是

電壓增大時(shí)，小燈泡功率增大，燈絲溫度升高，電阻增大

．
（5）實(shí)驗(yàn)中，突然發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)變?yōu)榱�，電流表示�?shù)增大，電路可能出現(xiàn)的故障是

小燈泡短路

．

Answer 1

分析：（1）在檢查儀表時(shí)，首先應(yīng)看電表的指針是否指零，若不指零，即需要調(diào)零；
（2）在據(jù)電路圖連接實(shí)物圖時(shí)，應(yīng)注意忠實(shí)于原圖；據(jù)小燈泡的額定電壓，可判斷電壓表的量程；據(jù)小燈泡的電阻，結(jié)合額定電壓，可判斷電流表的量程；據(jù)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的電阻變小可判斷，應(yīng)將滑片的右邊的電阻絲接入電路，據(jù)上面的提示連接電路既可；
（3）據(jù)電流表和電壓表的量程，判斷出電流表和電壓表的示數(shù)，然后據(jù)公式P=UI計(jì)算出電功率既可；
（4）根據(jù)小燈泡的額定電壓為2.5V，結(jié)合U-I圖象，找出對(duì)應(yīng)的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；觀察U-I圖象，由R=

U

I

計(jì)算出幾組電阻，就可判斷燈泡電阻的變化趨勢(shì)，然后結(jié)合影響電阻大小的因素分析既可．
（5）由電流表判斷電路電流增大，總電阻減小，電壓表示數(shù)為0，可能是電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓，燈泡短路．

解答：解：（1）據(jù)圖能看出，此時(shí)電流表的指針不指零，故需調(diào)零；
（2）因?yàn)闊襞莸念~定電壓為2.5V，所以電壓表應(yīng)選用0～3V的量程，由I=

U額

R

=

2.5V

10Ω

=0.25A＜0.6A，所以電流表應(yīng)選用0～0.6A的量程，且滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，連入電路的阻值變小，所以滑動(dòng)變變阻器滑片的右邊的電阻絲接入電路，故連接過(guò)程見(jiàn)下圖：

（3）根據(jù)電壓表選用0～3V的量程，可知U_實(shí)=1.8V，電流表選用0～0.6A的量程，可知：
I_實(shí)=0.22A，P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=1.8V×0.22A=0.396W；
（4）由U-I圖象可知，當(dāng)U_額=2.5V時(shí)，I_額=0.25A，所以P_額=U_額I_額=2.5V×0.25A=0.625W；
由U-I圖象可知當(dāng)U₁=1.5V時(shí)，I₁=0.2A，所以R₁=

U1

I1

=

1.5V

0.2A

=7.5Ω；
當(dāng)U₂=2.5V時(shí)，I₂=0.25A，所以R₂=

U2

I2

=

2.5V

0.25A

=10Ω，
故小燈泡燈絲電阻隨電壓增大而增大；在該過(guò)程中，燈泡中的電流越來(lái)越大，故其 溫度越來(lái)越高，故是電壓增大時(shí)，燈絲溫度升高，電阻增大造成的；
（5）突然電流表示數(shù)增大，電路電流增大，總電阻減小，有短路部分，電壓表測(cè)量燈泡電壓，示數(shù)為0，可能燈泡短路．
故答案為：（1）調(diào)零；（2）如上圖；（3）0.22；1.8；0.396；（4）0.625；增大；電壓增大時(shí)，燈絲溫度升高，電阻增大；（5）小燈泡短路．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了用伏安法測(cè)燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用方法．對(duì)于電表量程的選擇，應(yīng)盡量使在不超過(guò)電表量程的前提下，使電表指針偏轉(zhuǎn)幅度盡量大些，以保證可以多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，從而歸納出普遍結(jié)論．