Question

19．在測量額定電壓為2.5V小燈泡功率的實驗中，小明設(shè)計了如圖1所示的電路，其中電源電壓恒為6V．

（1）為保護電路，在連接器材時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)移到b端（選填“a”或“b”）．
（2）閉合開關(guān)后，小明發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表的指針無明顯偏轉(zhuǎn)，而電壓表的示數(shù)接近6V．經(jīng)檢查，電路連接無誤．其故障時小燈泡斷路．
（3）故障排除后，當滑動變阻器的滑片移至某一位置時，電壓表的示數(shù)如圖2所示，則此時小燈泡兩端的電壓時1.1V；若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將滑片向a端調(diào)節(jié)（請根據(jù)電路圖，選填“a”或“b”）．
（4）根據(jù)測量得到的多組實驗數(shù)據(jù)，小明作出了小燈泡的I-U圖象，如圖3所示，則小燈泡的額定功率是0.625W．小明還發(fā)現(xiàn)了小燈泡中的電流與其兩端的電壓不成正比，這是因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，為了避免電路元件受損，開關(guān)要斷開；閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．
（2）小燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路中有斷路，再根據(jù)電壓表的示數(shù)判斷出電路具體故障的位置．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值確定電表的示數(shù)，根據(jù)電壓表的示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系以及串聯(lián)電路分壓的特點判斷滑片的移動方向，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓為止．
（4）根據(jù)圖象讀出燈泡兩端電壓為額定電壓時通過燈泡的電流，然后利用P=UI求出燈泡的額定功率；
燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

解答 解：（1）為保護電路，在連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處，即b端；
（2）小燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓6V，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為燈泡斷路；
（3）根據(jù)圖2可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.1V，小于燈泡額定電壓，要使燈泡正常發(fā)光應(yīng)向a移動滑動變阻器滑片P，使滑動變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端電壓增大，直到電壓表示數(shù)等于燈泡額定電壓2.5V為止．
（4）根據(jù)圖3可知，當燈泡兩端電壓為2.5V時，通過燈泡的電流為0.25A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，因此小燈泡中的電流與其兩端的電壓不成正比．
故答案為：（1）斷開；b；（2）斷路；（3）1.1；a；（4）0.625；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了測量小燈泡電功率的實驗，涉及實驗注意事項、電路故障的判斷、電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的分壓作用、額定功率的計算，同時還考查了學生對圖象的分析和處理能力，本實驗需要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化以及控制變量法的應(yīng)用．