Question

1．小剛同學(xué)做“測(cè)定一個(gè)小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)，所用燈泡的額定電壓是2.2V．

（1）如圖1是他實(shí)驗(yàn)的電路，但連接不完整，請(qǐng)你幫他完成電路的連接．
（2）根據(jù)實(shí)物圖在右邊的方框中畫(huà)出其電路圖．
（3）電路連接完整后，當(dāng)向右移動(dòng)變阻器的滑片P時(shí)，電壓表的示數(shù)將變大，電流表的示數(shù)將變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）小剛把滑動(dòng)變阻器正確連入電路后，閉合開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無(wú)示數(shù)，但電壓表有示數(shù)．請(qǐng)你判斷電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路．
（5）實(shí)際實(shí)驗(yàn)的有關(guān)記錄與計(jì)算如表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16	0.24
功率（W）	0.484	0.24	0.60

小剛同學(xué)注意到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認(rèn) 為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可得出一些什么結(jié)論呢？請(qǐng)寫(xiě)出兩點(diǎn)（這兩點(diǎn)的意思應(yīng)不同）：
①燈泡兩端電壓越大，實(shí)際功率越大； ②實(shí)際功率越大燈越亮．
（6）分析表中數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)：當(dāng)燈絲兩端電壓改變時(shí)，燈絲電阻也在改變．你認(rèn)為引起燈絲電阻變化的原因是：溫度；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于不小心造成燈泡短路，則電路中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（說(shuō)出一點(diǎn)即可）：燒壞電流表．

Answer 1

分析 （1）滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則與小燈泡串聯(lián)，據(jù)小燈泡的額定電壓選擇電壓表選擇的量程，同時(shí)電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡兩端；
（2）根據(jù)電流流向法從電源正極出發(fā)，依次連接電路元件，作出對(duì)應(yīng)的電路圖；
（3）根據(jù)確定接入電路電阻的變化，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)和歐姆定律可知電路中電流的變化和燈泡兩端的電壓變化；
（4）燈不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有讀數(shù)，說(shuō)明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，即燈泡斷路；
（5）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，從實(shí)際電壓和實(shí)際功率的關(guān)系及實(shí)際功率與亮度的關(guān)系分析；
（6）燈的功率越大，燈絲溫度越高，根據(jù)燈的電壓、功率、電阻關(guān)系以及實(shí)驗(yàn)誤差等角度分析．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器在與小燈泡串聯(lián)時(shí)，接線柱一上一下接入電路，實(shí)物圖如下：

（2）從電源正極開(kāi)始出發(fā)，電流依次經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器、小燈泡、電流表、開(kāi)關(guān)，最終回到負(fù)極，電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端，電路圖如下：

（3）右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，根據(jù)串聯(lián)分壓可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，電源電壓不變，即燈泡兩端的電壓變大；
滑動(dòng)變阻器接入電路電阻減小，整個(gè)電路總電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中電流增大，電流表示數(shù)增大；
（4）燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，電壓表有示數(shù)，電壓表測(cè)量電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，即燈泡斷路；
（5）由表中數(shù)據(jù)知：燈泡兩端電壓越高，燈泡實(shí)際功率越大，可得到結(jié)論：燈泡兩端電壓越大，功率越大；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中同時(shí)觀察到，燈泡實(shí)際功率越大，燈泡亮度越大，可得到結(jié)論：燈泡功率越大，亮度越大；
（6）實(shí)驗(yàn)中，燈絲的長(zhǎng)度、橫截面積、材料不變，燈絲的兩端的電壓增大，溫度升高，電阻增大，燈絲電阻變化是由于燈絲的溫度變化造成的；
燈泡短路，電路中的電阻減小，電源電壓不變，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$可知，電路中的電流增大，容易燒壞電流表．電壓表測(cè)量導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）見(jiàn)上圖；（3）變大；變大；（4）燈泡斷路；（5）①燈泡兩端電壓越大，實(shí)際功率越大；②實(shí)際功率越大燈越亮；（6）溫度；燒壞電流表．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了小燈泡電功率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)，涉及到電路圖的連接、作出實(shí)驗(yàn)電路圖、電路故障分析和判斷、滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)等問(wèn)題，是�？紗�(wèn)題；難點(diǎn)是如何分析處理表格中的數(shù)據(jù)并用物理語(yǔ)言進(jìn)行表述，熟練掌握電功率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)操作流程是解題的關(guān)鍵．