Question

10．某同學做“測量一個小燈泡的功率”的實驗，所用燈泡的額定電壓是2.2V．

（1）如圖1是他實驗的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接．
（2）在連接電路過程中，開關要斷開，滑動變阻器的阻值調到阻值最大處．
（3）當電路正確連接后，調節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表有較大示數(shù)，分析其原因可能是燈泡斷路．
（4）糾正電路中的錯誤后，移動滑動變阻器，使小燈泡發(fā)光，此時電流表、電壓表的示數(shù)如圖2甲、乙所示，電路中的電流是0.5A，小燈泡兩端的電壓是2.5V，此時小燈泡的功率為1.25W；小燈泡的電阻為5Ω．
（5）實際實驗的有關記錄與計算如表：

實驗次數(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

該同學注意到燈的亮度變化時：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認為，根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析，可得出燈泡亮度由燈泡的實際功率決定，燈泡實際功率越大，燈泡越亮結論．
（6）他還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻，并完成了有關計算如下表格：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16	0.24
燈絲電阻（Ω）	10.00	9.38	10.42

這位同學有些納悶兒：導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎？怎么三次計算的燈絲電阻卻不一樣呢？請你對此作出可能性的解釋：燈絲電阻受溫度影響，燈絲電阻隨溫度升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)伏安法測功率的實驗原理連接實物電路圖．
（2）為保護電路，連接電路時應斷開開關，閉合開關前滑片應置于阻值最大處．
（3）常見的電路故障有斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（4）根據(jù)圖示電表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，應用P=UI可以求出燈泡功率，應用歐姆定律求出燈泡電阻．
（5）分析表中實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)燈泡亮度與實際功率的關系分析答題．
（6）燈絲電阻受溫度影響，分析表中實驗數(shù)據(jù)然后答題．

解答 解：（1）把燈泡與滑動變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，燈泡額定電壓為2.2V，電壓表選擇0～3V量程，實物電路圖如圖所示：

（2）為保護電路安全，在連接電路過程中，開關要斷開，滑動變阻器的阻值調到阻值最大處．
（3）電流表無示數(shù)，電路存在斷路或電流表發(fā)生短路，電壓表有較大示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（4）由圖2甲所示電壓表可知，其量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V，由圖2乙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.5A，則電路中的電流是0.5A，小燈泡兩端的電壓是 2.5V，此時小燈泡的功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；小燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
（5）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，隨燈泡實際功率的增大，燈泡亮度增加，由此可知：燈泡亮度由燈泡的實際功率決定，燈泡實際功率越大，燈泡越亮．
（6）由于燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，燈絲電阻不是定值，因此三次實驗測出的燈絲電阻阻值不同．
故答案為：（1）如圖所示；（2）斷開；阻值最大處；（3）燈泡斷路；（4）0.5；2.5；1.25；5；（5）燈泡亮度由燈泡的實際功率決定，燈泡實際功率越大，燈泡越亮；（6）燈絲電阻受溫度影響，燈絲電阻隨溫度升高而增大．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗注意事項、電路故障分析、電表讀數(shù)、實驗數(shù)據(jù)分析，是實驗的�？紗栴}，一定要掌握；對電表讀數(shù)時要先確定其量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時視線要與電表刻度線垂直．