Question

16．如圖甲是測(cè)量小燈泡電功率的電路．小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）請(qǐng)根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物電路連接完整（導(dǎo)線(xiàn)不允許交叉）
（2）閉合開(kāi)關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處．閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，電流表指針偏轉(zhuǎn)．逐漸向右移動(dòng)滑片，小燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)仍然為零，電流表示數(shù)漸變大．該電路故障可能是燈泡短路．
（3）排除故障后正確操作實(shí)驗(yàn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如下表所示

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
發(fā)光情況	明亮	亮	更明亮	較亮	較暗	微光	熄滅	熄滅
電壓U/V	2.5	2.1	3.0	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
電流I/A	0.28	0.26	0.30	0.24	0.21	0.19	0.16	0.05

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：
①小燈泡的額定功率為0.7W．
②7、8兩次實(shí)驗(yàn)中，燈泡熄滅的原因是燈泡短路．
③小燈泡在斷電一段時(shí)間后的電阻可能是1Ω（填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）
④某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，誤將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．他從滑片置于最右端時(shí)開(kāi)始記錄第一組數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)滑片測(cè)得多組數(shù)據(jù)，描繪出U-I圖象如圖丙所示．已知小燈泡的額定電壓為2.5V，電源電壓為45V．可求得小燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值為12.5Ω，變阻器最大阻值為40Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖．
（2）常見(jiàn)電路故障有短路與斷路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）①由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
②如果燈泡實(shí)際功率如果太小，將不足以引起燈泡發(fā)光；
③燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出燈泡電阻阻值，然后答題；
④電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，根據(jù)分壓原理，求出燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器的電壓，然后由圖讀出電路中的電流即可根據(jù)歐姆定律求燈泡的阻值；由圖2得出滑動(dòng)變阻器連入電路阻值最大時(shí)的電壓和電流值，根據(jù)歐姆定律求出其阻值．

解答 解：（1）根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，實(shí)物電路圖，注意滑動(dòng)變阻器一上一下串聯(lián)入電路中，由表格數(shù)據(jù)電流表應(yīng)選用0-0.6A量程，如圖所示：

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，小燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的；電流表指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路不存在斷路；電壓表示數(shù)為零，說(shuō)明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路．
（3）①由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流為0.28A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W．
②由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，7、8兩次實(shí)驗(yàn)，燈泡電壓與電流很小，燈泡實(shí)際功率很小，由于燈泡實(shí)際功率很小不足以引起燈泡發(fā)光，所以燈泡熄滅．
③由表中第8組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，此時(shí)燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.1V}{0.05A}$=2Ω，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，小燈泡在斷電一段時(shí)間后，燈絲溫度降低，燈泡電阻阻值減小，則燈泡電阻可能是1Ω．
④電路圖可知小燈泡和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓，
燈泡正常發(fā)光時(shí)小燈泡電壓2.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于串聯(lián)的各分電壓之和可得：滑動(dòng)變阻器電壓為U_滑=U-U_L額=4.5V-2.5V=2V，
由圖2可知：U_滑=2V時(shí)，I=0.2A，
根據(jù)歐姆定律得：燈泡的阻值R_L=$\frac{{U}_{額}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω；
變阻器連入電路阻值最大時(shí)兩端的電壓最大，電路中的電流值最小，由圖2可知：U_滑最大=4V時(shí)，I_最小=0.1A，
滑動(dòng)R_滑最大=$\frac{{U}_{滑最大}}{{I}_{最小}}$=$\frac{4V}{0.1A}$=40Ω．
故答案為（1）實(shí)物電路圖如圖所示；（2）小燈泡短路；（3）①0.7；②實(shí)際功率太小；③1Ω；④12.5；40．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、求燈泡額定功率、求電阻值；解題時(shí)要注意，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，隨溫度降低而減��；掌握好串聯(lián)電路的分壓原理，知道電阻值越大分得電壓就越大．