Question

7．如圖甲所示是“測(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)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(qǐng)?jiān)谙逻吿摼�框內(nèi)畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)的電路圖．
（2）圖甲中已連接了部分電路，請(qǐng)用筆畫(huà)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(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于最左（填“左”或“右”）端．滑動(dòng)變阻器在電路中除可調(diào)節(jié)小燈泡的電壓外還有保護(hù)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(shí)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(shí)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(dòng)；
（5）在完成以上實(shí)驗(yàn)后，小明進(jìn)一步測(cè)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(guò)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(kāi)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(qǐng)幫她找出故障原因A（填下列故障原因的代號(hào)）
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(cè)量小燈泡的電功率”的實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測(cè)量電路電流，開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路，電壓表測(cè)量燈泡兩端電壓，據(jù)此設(shè)計(jì)電路圖；
（2）使燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)連接，注意滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則接線；
（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)；閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；
滑動(dòng)變阻器在電路中的作用：一是保護(hù)電路；二是改變燈泡兩端電壓；
（4）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，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(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓需減小，從而確定滑片移動(dòng)的方向；
（5）根據(jù)圖象可知電流與電壓的變化不成正比，說(shuō)明燈泡電阻是變化的，從溫度對(duì)電阻的影響分析原因；
（6）電流表有示數(shù)說(shuō)明電路是通路、不存在斷路現(xiàn)象，電壓表無(wú)示數(shù)可能是電壓表接入不良、連接的導(dǎo)線斷路或所測(cè)電路元件短路．

解答 解：（1）從電源正極依次串聯(lián)開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡以及電流表回到電源負(fù)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(dòng)變阻器的左上接線柱相連；如下圖所示：

（3）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)處于斷開(kāi)；閉合開(kāi)關(guān)前，需將滑動(dòng)變阻器的滑片放在阻值最大處，即將滑片置于最左端．
滑動(dòng)變阻器在電路中除可調(diào)節(jié)小燈泡的電壓外還有保護(hù)電路作用．
（4）要測(cè)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(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓需減小，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值，故將滑片向右移動(dòng)；
（5）由圖象中曲線可知，隨燈泡電壓U增大，通過(guò)燈泡的電流I也增大，但不成正比；說(shuō)明燈泡電阻是變化的，這是因?yàn)殡S燈泡電流的增大，燈泡實(shí)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(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)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(wú)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(kāi)；左；保護(hù)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(diǎn)評(píng) 本題考查了電路圖的設(shè)計(jì)、滑動(dòng)變阻器的連接和應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、電流表的讀數(shù)、電功率的計(jì)算、歐姆定律的應(yīng)用以及故障分析等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，明白實(shí)驗(yàn)的原理是本題的關(guān)鍵．