Question

小明在做“测量小灯泡电功率”的实验中，已知电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V（阻值约为10Ω）
（1）他在检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，则接下来的操作是________．
（2）图乙是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图丙中未完成的电路接好，要求：电流表、电压表选择合适的量程；滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的电阻变小；导线不能交叉．


（3）小明检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图丁所示，此时流过小灯泡的电流是________A，灯泡两端的电压是________V，灯泡的实际功率是________W．
（4）改变滑动变阻器的阻值，多次测量通过小灯泡的电流和它两端电压，根据记录的数据，小明画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象（如图戊所示），根据提供的信息，计算出小灯泡的额定功率为________W，小灯泡灯丝的电阻随电压增大而________，从物理学角度分析，造成这一现象的原因是________．
（5）实验中，突然发现电压表的示数变为零，电流表示数增大，电路可能出现的故障是________．

Answer 1

解：（1）据图能看出，此时电流表的指针不指零，故需调零；
（2）因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应选用0～3V的量程，由I===0.25A＜0.6A，所以电流表应选用0～0.6A的量程，且滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，所以滑动变变阻器滑片的右边的电阻丝接入电路，故连接过程见下图：

（3）根据电压表选用0～3V的量程，可知U_实=1.8V，电流表选用0～0.6A的量程，可知：
I_实=0.22A，P_实=U_实I_实=1.8V×0.22A=0.396W；
（4）由U-I图象可知，当U_额=2.5V时，I_额=0.25A，所以P_额=U_额I_额=2.5V×0.25A=0.625W；
由U-I图象可知当U₁=1.5V时，I₁=0.2A，所以R₁===7.5Ω；
当U₂=2.5V时，I₂=0.25A，所以R₂===10Ω，
故小灯泡灯丝电阻随电压增大而增大；在该过程中，灯泡中的电流越来越大，故其 温度越来越高，故是电压增大时，灯丝温度升高，电阻增大造成的；
（5）突然电流表示数增大，电路电流增大，总电阻减小，有短路部分，电压表测量灯泡电压，示数为0，可能灯泡短路．
故答案为：（1）调零；（2）如上图；（3）0.22；1.8；0.396；（4）0.625；增大；电压增大时，灯丝温度升高，电阻增大；（5）小灯泡短路．
分析：（1）在检查仪表时，首先应看电表的指针是否指零，若不指零，即需要调零；
（2）在据电路图连接实物图时，应注意忠实于原图；据小灯泡的额定电压，可判断电压表的量程；据小灯泡的电阻，结合额定电压，可判断电流表的量程；据滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的电阻变小可判断，应将滑片的右边的电阻丝接入电路，据上面的提示连接电路既可；
（3）据电流表和电压表的量程，判断出电流表和电压表的示数，然后据公式P=UI计算出电功率既可；
（4）根据小灯泡的额定电压为2.5V，结合U-I图象，找出对应的额定电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率；观察U-I图象，由R=计算出几组电阻，就可判断灯泡电阻的变化趋势，然后结合影响电阻大小的因素分析既可．
（5）由电流表判断电路电流增大，总电阻减小，电压表示数为0，可能是电压表测量导线电压，灯泡短路．
点评：本题考查了用伏安法测灯泡电功率的实验中电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用方法．对于电表量程的选择，应尽量使在不超过电表量程的前提下，使电表指针偏转幅度尽量大些，以保证可以多测几组数据，从而归纳出普遍结论．