Question

小梅同學(xué)測定標有“2.5V”燈泡的額定功率的實驗，所用燈泡的電阻大約10Ω左右，滑動變阻器的最大阻值50Ω．

（1）如圖甲是實驗的實物電路，但連接不完整，請你完成電路的連接．要求兩表量程選取合理，滑片向左移動燈變亮．
（2）正確連好電路后，閉后開關(guān)前應(yīng)把滑動變阻器滑片的位置調(diào)到______（填寫“A端”或“B端”）．滑動變阻器的用一是保護電路；二是______．
（3）閉合開關(guān)S，小明發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表也有示數(shù)，其原因可能是______
A．小燈泡短路                          B．小燈泡的燈絲斷了
C．小燈泡的燈座接觸不良                D．滑動變阻器進入電路中的阻值太大
（4）實驗過程中，第一次把電壓表示數(shù)調(diào)為______V時，小燈泡達到額定功率，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，其值為______A，則測得小燈泡的額定功率為______W．實際實驗的有關(guān)記錄與計算如下表：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓（V）		1.5	3.0
電流（A）		0.16	0.26
功率（W）		0.24	0.78

該同學(xué)注意到燈的亮度變化是：第一次比第二次亮，第三次比第一次更亮．根據(jù)他觀察的現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)分析，可得出電功率和燈的亮度的有關(guān)結(jié)論：①則燈泡的亮度由______決定；②______．
（5）這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻，并完成了有關(guān)計算如下表：

實驗次數(shù)	1	2	3
電壓（V）	2.5	1.5	3.0
電流（A）	0.24	0.16	0.26
燈絲電阻（Ω）	10.42	9.38	11.54

你認為，用上面三次燈絲電阻阻值的平均值，作為小燈泡正常發(fā)光時燈絲電阻的阻值是______的（選填“可以”或“不可以”）；小梅又想了想，老師講課時告訴大家：導(dǎo)體的電阻與電壓、電流無關(guān)，怎么測出燈絲的電阻三次卻不一樣呢？請你對此作出可能性的解釋：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）將小燈泡標的額定電壓與電壓表的小量程進行比較，就可確定電壓表的量程；根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻可求其額定電流，然后將其與電流表0.6A量程進行比較，就可確定電流表的量程；滑動變阻器的滑片P向左滑動時燈泡變亮，所以滑動變阻器的下接線柱應(yīng)接A；
（2）為了保護電路，在接線過程中，開關(guān)應(yīng)斷開；在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到阻值最大處；
（3）閉合開關(guān)后，燈不亮，但是電流表和電壓表都有示數(shù)；電流表有示數(shù)，說明電路中有電流，無斷路，但是電流值很小，說明電路中電阻很大；電壓表有示數(shù)，說明小燈泡沒有發(fā)生短路．
（4）額定功率為小燈泡在額定電壓下發(fā)揮的功率，等于額定電壓和額定電流的乘積，即P=UI；燈泡的亮度是由實際功率決定的，實際功率是由燈泡兩端的實際電壓決定的，燈泡兩端的電壓越高，等就會越亮．
（5）影響電阻的因素除材料、長度、橫截面積這三個因素之外，還有溫度，尤其是金屬導(dǎo)體，其電阻的隨溫度的變化特別明顯；也就是說燈泡在發(fā)光的過程中，燈絲的電阻不是固定不變的．
解答：解：（1）∵燈泡的額定電壓U_額=2.5V，∴電壓表量程選為0～3V；
又∵燈泡額定電流約為I_額===0.25A＜0.6A，電流表量程為0～0.6A；
而滑動變阻器的滑片P向左滑動時燈泡變亮，所以滑動變阻器的下接線柱應(yīng)接A．
電路連接如下：

（2）為了保護電路，在接線過程中，開關(guān)應(yīng)斷開，以避免因接線錯誤造成短路將電源燒壞； 同理為了避免電路中電阻過小而燒壞電源或電表，在閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)移到阻值最大處，故應(yīng)將滑動變阻器的滑片P移到B端，滑動變阻器還起到改變電路中的電流和燈泡兩端的電壓的作用．
故答案為：B端、改變電路中的電流（或燈兩端電壓）．
（3）A、當(dāng)小燈泡短路時，電壓表也會被短路，沒有示數(shù)，不符合題意，故該選項錯誤；
B、當(dāng)小燈泡的燈絲斷了時，電路發(fā)生了斷路，電流表和電壓表都會沒有示數(shù)，不符合題意，故該選項錯誤；
C、當(dāng)小燈泡的燈座接觸不良時，和電路斷路的情況是一樣的，電流表和電壓表都會沒有示數(shù)，不符合題意，故該選項錯誤；
D、當(dāng)滑動變阻器進入電路中的阻值太大時，電路中的電流會很小，因此燈會不亮，但是電流表和電壓表會有示數(shù)，符合題意，故該選項正確．
故答案為：D．
（4）標有“2.5V”燈泡的額定電壓就是2.5V，電流表選擇0～0.6A量程，對應(yīng)的分度值是0.02A，指針指在0.2A后面第2個小格上，因此電流表讀數(shù)為0.24A，
則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．分析表中數(shù)據(jù)可以得出：實際功率越大，燈泡的亮度越大；實際電壓越高，實際功率越大，燈泡就會越亮．
故答案為：2.5；0.24；0.6；實際功率；實際電壓小于額定電壓時，實際功率小于額定功率，燈泡發(fā)光變暗．
（5）由于燈絲的電阻不是固定不變的，會隨著溫度變化而變化，因此不能用求平均值的方法得出燈絲正常發(fā)光時的電阻，燈絲正常發(fā)光時的電阻應(yīng)該等于正常發(fā)光時的電壓和正常發(fā)光時的電流的比值．
故答案為：不可以；燈絲的電阻與溫度有關(guān)．
點評：本題考查了電壓表、電流表和滑動變阻器的使用方法及用伏安法測燈泡的額定功率．只有當(dāng)燈泡兩端的實際電壓等于其額定電壓時，燈泡才會正常發(fā)光，額定功率等于其實際功率．