Question

7．如圖甲所示是“測量小燈泡的電功率”的實物連接圖．其中電源是兩節(jié)新干電池，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）請在下邊虛線框內(nèi)畫出該實驗的電路圖．
（2）圖甲中已連接了部分電路，請用筆畫線代替導(dǎo)線將未連接的電路連接完整．
（3）小明同學(xué)連接電路時，開關(guān)應(yīng)斷開，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最左（填“左”或“右”）端．滑動變阻器在電路中除可調(diào)節(jié)小燈泡的電壓外還有保護電路作用．
（4）調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V，此時電流表的示數(shù)如圖乙所示，則該燈泡的額定功率為0.75W，此時燈絲電阻為8.33Ω（保留二位小數(shù)）．若要增大小燈泡的電功率，則滑片P應(yīng)向右（填“左”或“右”）移動；
（5）在完成以上實驗后，小明進一步測量并描繪出小燈泡的電流隨電壓變化的曲線如圖丙所示，通過圖象發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，這一現(xiàn)象表明：燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；
（6）另一位同學(xué)在連接好電路后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電壓表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電流表指針有偏轉(zhuǎn)，請幫她找出故障原因A（填下列故障原因的代號）
A．小燈泡短路    B．電源接觸不良    C．小燈泡斷路    D．電流表內(nèi)部短路．

Answer 1

分析 （1）“測量小燈泡的電功率”的實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電流表測量電路電流，開關(guān)控制整個電路，電壓表測量燈泡兩端電壓，據(jù)此設(shè)計電路圖；
（2）使燈泡與滑動變阻器串聯(lián)連接，注意滑動變阻器按一上一下的原則接線；
（3）連接電路時，開關(guān)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；
滑動變阻器在電路中的作用：一是保護電路；二是改變燈泡兩端電壓；
（4）當燈泡兩端電壓為額定電壓時，燈泡正常發(fā)光；根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，并根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；根據(jù)歐姆定律的變形公式求出燈絲的電阻；
若要增大小燈泡的電功率，需增大燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點可知，滑動變阻器兩端電壓需減小，從而確定滑片移動的方向；
（5）根據(jù)圖象可知電流與電壓的變化不成正比，說明燈泡電阻是變化的，從溫度對電阻的影響分析原因；
（6）電流表有示數(shù)說明電路是通路、不存在斷路現(xiàn)象，電壓表無示數(shù)可能是電壓表接入不良、連接的導(dǎo)線斷路或所測電路元件短路．

解答 解：（1）從電源正極依次串聯(lián)開關(guān)、滑動變阻器、燈泡以及電流表回到電源負極，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，如下圖所示：

（2）使燈泡的右接線柱與滑動變阻器的左上接線柱相連；如下圖所示：

（3）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于斷開；閉合開關(guān)前，需將滑動變阻器的滑片放在阻值最大處，即將滑片置于最左端．
滑動變阻器在電路中除可調(diào)節(jié)小燈泡的電壓外還有保護電路作用．
（4）要測量燈泡的額定功率，需調(diào)節(jié)滑片P使電壓表的示數(shù)為2.5V；
根據(jù)乙可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則該燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
由I=$\frac{U}{R}$可知，燈絲電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$=8.33Ω；
若要增大小燈泡的電功率，需增大燈泡兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路分壓的特點可知，滑動變阻器兩端電壓需減小，即減小滑動變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動；
（5）由圖象中曲線可知，隨燈泡電壓U增大，通過燈泡的電流I也增大，但不成正比；說明燈泡電阻是變化的，這是因為隨燈泡電流的增大，燈泡實際功率變大，燈絲溫度變化引起的，所以燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
（6）閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)說明電路是通路、不存在斷路現(xiàn)象，并且電流表正常，故BCD不正確；
電壓表無示數(shù)可能是電壓表接入不良、連接的導(dǎo)線斷路或燈泡短路，故A正確．
故答案為：（3）斷開；左；保護電路；（4）2.5；0.75；8.33；右；（5）燈絲的電阻隨溫度的變化而變化；（6）A．

點評 本題考查了電路圖的設(shè)計、滑動變阻器的連接和應(yīng)用、實驗注意事項、電流表的讀數(shù)、電功率的計算、歐姆定律的應(yīng)用以及故障分析等，涉及的知識點較多，綜合性強，明白實驗的原理是本題的關(guān)鍵．