Question

3．如圖是小蘭“測量小燈泡的電功率”的實驗原理圖，電源電壓恒為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω，各元件均完好．

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

（1）小蘭連接了如圖甲所示的電路，閉合開關前，小明發(fā)現(xiàn)有一根導線連接錯誤，請你用筆在圖中這根導線連接錯誤，請你用筆在圖中這根導線上畫“×”，并重新畫一根正確連接電路的導線（導線不能交叉）．
（2）重新連好電路，試觸開關時，小蘭發(fā)現(xiàn)電流表無示數(shù)，電壓表示數(shù)較大，其故障原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障，閉合開關，小蘭發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)如圖乙所示，為了測出小燈泡的額定功率，他應該把滑動變阻器的滑片向a（選填“a”或“b”）端移動，根據(jù)實驗中收集的數(shù)據(jù)可得燈泡的額定功率為0.7
W．
（4）分析表中數(shù)據(jù)及現(xiàn)象，得到的結(jié)論應是同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實際功率（選填“額定功率”或“實際功率”）有關．
（5）實驗結(jié)束后，她與同學們還進行了討論和交流：小明同學認為該實驗可以用來“探究導體中的電流與電壓的關系”，小英則認為必須把燈泡換成定值電阻才行，你認為小英的說法正確，理由是當溫度變化時，小燈泡的電阻也會發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）本實驗中電壓表應測燈泡兩端電壓，變阻器應一上一下串聯(lián)入電路中，由此分析并修改電路的連接；
（2）電流表無示數(shù)，可能是電路發(fā)生斷路，電壓表的示數(shù)有較大示數(shù)，可是與電壓表并聯(lián)的電路發(fā)生斷路；
（3）燈泡正常發(fā)光時的電壓等于額定電壓，由此根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理判斷滑片的移動方向；由表格數(shù)據(jù)讀出燈泡正常發(fā)光的電流，由P=UI計算其額定功率；
（4）燈泡的亮暗由其實際功率決定；
（5）電流與導體的電阻和電壓有關，燈泡換成定值電阻，電阻一定，可以探究電流跟電壓的關系；

解答 解：
（1）測量小燈泡的電功率中，變阻器應一上一下串聯(lián)入電路中，電壓表應并聯(lián)在燈泡兩端，修改電路連接如圖所示：
；
（2）電流表的示數(shù)為零，則說明電路中可能發(fā)生了斷路，電壓表有較大示數(shù)，則說明電壓表到電源兩極間是通路，所以故障原因可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路造成的；
（3）由乙圖知，電壓表使用0-3V量程，分度值0.1V，此時燈泡兩端電壓為1.6V，
要測量小燈泡的額定功率，要增大燈泡電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理知，需減小變阻器連入電路的電阻，即滑片向a端移動，直到燈泡兩端電壓為2.5V為止；
由圖表格數(shù)據(jù)知，燈泡正常發(fā)光電流為0.28A，
所以燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（4）由表格中數(shù)據(jù)知，燈泡兩端的電壓越大、通過的電流越大，由P=UI知，其電功率越大，燈泡越亮，可知同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實際功率有關；
（5）電流與導體的電阻和電壓有關，探究電流與電阻或電壓關系時應采用控制變量法．
燈泡換成定值電阻，能保持電阻不變，通過改變電壓來改變電流能探究電流跟電壓的關系；若用燈泡做此實驗，溫度變化時燈泡電阻也會變，所以不可以．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）a；0.7；（4）實際功率；（5）小英；當溫度變化時，小燈泡的電阻也會發(fā)生變化．

點評 本題是測量小燈泡電功率的實驗，考查了電路的連接、電路故障的分析、電表的讀數(shù)、電功率的計算以及對控制變量法的應用，考查全面，應注重理解．