Question

5．某實驗小組要“探究電功率跟電壓、電流的關(guān)系”，所選用的實驗器材有：恒壓電源、分別標有“2.5V0.3A”“3.8V0.3A”的燈泡L₁和L₂、電流表、電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干．
（1）為了探究“電功率跟電壓的關(guān)系”，設(shè)計如圖甲所示電路．
①當開關(guān)閉合時，發(fā)現(xiàn)只有一只燈泡發(fā)光，且電壓表示數(shù)為零．根據(jù)現(xiàn)象可以判斷電路的故障是燈L₁短路．
②將兩燈連接成串聯(lián)電路的目的是控制電流相等（使通過兩燈的電流相等）．
③排除故障后，用電壓表分別測量燈L₁、L₂兩端的電壓，實驗中收集的信息如表所示，由表中數(shù)據(jù)可知電源電壓是6V，可以得到的結(jié)論是電流一定時，電壓越大，燈泡越亮，電功率越大．

燈L1和L2串聯(lián)	發(fā)光情況	電壓/V
燈L1	暗	2.4
燈L2	亮	3.6

（2）小組同學(xué)利用原有器材設(shè)計如乙圖所示電路，繼續(xù)探究“電功率跟電流的關(guān)系”．如果按照圖乙的電路圖進行實驗：
①存在的安全隱患是電源電壓大于兩燈各自的額定電壓，易燒壞小燈泡；
②可以采取的措施是干路上串聯(lián)一個滑動變阻器（或串聯(lián)電阻）；減小電源電壓．

Answer 1

分析 （1）常見電路故障有短路與斷路兩種，根據(jù)電路現(xiàn)象分析電路故障原因；根據(jù)串聯(lián)電路特點分析答題，串聯(lián)電路電流處處相等，串聯(lián)的各電路元件相互影響，不能獨立工作；分析表中實驗數(shù)據(jù)，然后得出結(jié)論．
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可求得電源電壓，已知燈L₁和L₂串聯(lián)，可知通過兩燈的電流相同；燈L₂比L₁亮，可知燈L₂的電功率比L₁大；U₁=2.4V，U₂=3.6V，可知燈L₂兩端電壓比L₁大．由此可得：通過小燈泡的電流相同時，燈泡兩端電壓越大，電功率越大．
（2）加在用電器兩端的電壓不能超過用電器的額定電壓，否則可能會損壞用電器．

解答 解：（1）①開關(guān)閉合時，有一只燈泡發(fā)光，說明電路不存在斷路，只有一只燈泡發(fā)光，另一只燈泡不發(fā)光，另一只燈泡可能發(fā)生短路，電壓表示數(shù)為零，說明電壓表被短路，與電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生短路，即：燈L₁短路．
②將兩燈連接成串聯(lián)電路的目的是：控制電流相等（使通過兩燈的電流相等）．
③燈L₁和L₂串聯(lián)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知電源電壓U=U₁+U₂=2.4V+3.6V=6V，
燈L₁和L₂串聯(lián)，可知通過兩燈的電流相同；燈L₂比L₁亮，可知燈L₂的電功率比L₁大；U₁=2.4V，U₂=3.6V，可知燈L₂兩端電壓比L₁大．由此可得：通過小燈泡的電流相同時，燈泡兩端電壓越大，電功率越大．
（2）因為兩燈并聯(lián)連接，燈兩端電壓相等，且等于電源電壓6V，高于兩燈各自的額定電壓，易燒壞燈泡．
可以采取的措施是在干路上串聯(lián)一個滑動變阻器（或串聯(lián)電阻）；或減小電源電壓即可；
故答案為：（1）①燈L₁短路；②控制電流相等（使通過兩燈的電流相等）；③6；電流一定時，電壓越大，燈泡越亮，電功率越大；
（2）電源電壓大于兩燈各自的額定電壓，易燒壞小燈泡；干路上串聯(lián)一個滑動變阻器（或串聯(lián)電阻）；減小電源電壓．

點評 本題考查了電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)分析等問題，知道串聯(lián)電路特點、分析實驗現(xiàn)象與實驗數(shù)據(jù)即可正確解題；要注意培養(yǎng)學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)分析能力．