Question

16．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V，阻值為10Ω左右，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”字樣．如圖所示．

（1）請你在圖甲中用筆畫線代替導(dǎo)線完成電路連接．
（2）連接電路時，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到最右（選填“左”或“右”）端．
（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片P，發(fā)現(xiàn)電壓表有讀數(shù)且接近電源擔(dān)電壓，但電流表示數(shù)幾乎為零，則可能的原因是燈泡斷路．糾正錯誤后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5 V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡正常發(fā)光時通過的電流為0.24A，電功率為0.625W．
（4）在完成以上實驗后，小明進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如丙圖示，通過分析圖象發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這是因為導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而變化．這種現(xiàn)象在生活中也有體現(xiàn)，如家里的白熾燈在剛開燈的瞬間，燈絲容易選填“容易”或“不容易”）燒斷．

Answer 1

分析 （1）掌握實物電路的連接，特別是電流表、電壓表和滑動變阻器的接法；
注意電流表、電壓表量程及正負接線柱的接法，滑動變阻器要接一上一下；
（2）為保護電路，開關(guān)閉合前，應(yīng)將滑片移至最大阻值處．
（3）①閉合開關(guān)，電流表示數(shù)幾乎為零，可能是電路電阻太大；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓幾乎全部加在電壓表所在部分電路，說明電壓表所在部分電路電阻極大，可能的原因是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路，電壓表直接串聯(lián)在電路中；
②移動滑片使燈正常發(fā)光，電壓表示數(shù)為額定電壓，讀出電流表的示數(shù)，利用P=UI求解；
（4）分別求出燈絲在1V、2V、3V下的電阻，比較電阻大小變化，從電阻大小影響因素上分析．
家里白熾燈開燈瞬間，燈泡溫度低，電阻小，電熱多，燒斷燈絲．

解答 解：（1）電壓表與燈泡并聯(lián)，電源由2節(jié)干電池組成，所以應(yīng)選擇0～3V量程；
小燈泡正常發(fā)光時電流大約為I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程；
滑動變阻器已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）滑動變阻器的下面接了左邊的接線柱，所以在閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移至最右端，使其阻值最大．
（3）①閉合開關(guān)，電流表示數(shù)幾乎為零，電壓表示數(shù)接近電源電壓，分析可知故障原因是：燈泡斷路，電壓表直接串聯(lián)在電路中；
②調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電壓表示數(shù)為為額定電壓，即U=2.5V，
如圖，電流表選擇0～0.6A量程，每一個大格代表0.2A，每一個小格代表0.02A，電流為0.25A，
則小燈泡的額定功率
P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
（4）分別找到1V、2V、3V下的電流為0.17A、0.24A、0.26A，
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出1V、2V、3V下的電阻分別為5.9Ω、8.3Ω、11.5Ω，
電壓增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大．
家用白熾燈開燈瞬間，燈絲溫度低，電阻小，根據(jù)Q=$\frac{{U}^{2}}{R}$t，電壓和通電時間一定時，電阻越小，產(chǎn)生的電熱越多，容易燒斷燈絲．
故答案為：（1）見上圖；（2）右；（3）燈泡斷路；2.5；0.24；0.625；（4）溫度；容易．

點評 本題考查了實物圖的連接，電流表的讀數(shù)，從圖象獲取有用信息，歐姆定律，燈絲電阻與溫度的關(guān)系，開燈瞬間容易燒斷燈絲的原因等等．體現(xiàn)了物理和生活的密切關(guān)系，培養(yǎng)了學(xué)生篩選信息的能力．