题目内容

学校实验室购买了一批规格为“2.5V　0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验：
（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将图1中的电路连接完整，要求滑片P向右移动时，电压表的示数要变大；
（2）小明连接完电路后闭合开关，发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变．发生故障的原因可能是滑动变阻器，或者灯泡．
（3）排除故障后，小明移动滑动变阻器的滑片P，将三次实验时电压表和电流表的示数记录到表中；当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图2，其读数为A，此时小灯泡的电功率为W；
次数第一次第二次第三次
电压/V 2 2.5 2.8
电流/A 0.34 0.42
（4）小明查看了小灯泡的说明书，了解到生产这批小灯泡钨丝的横截面积是一定的．分析实验数据后，可知这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是．（选填“长了”或“短了”）
（5）最后小明将实验数据整理计算后，得到了一组功率P 与电压的平方U²的数据，能正确表示该小灯泡P 与U²关系的是：．
A、B、C、D、

解：（1）滑片P向右移动时，电压表的示数要变大，则滑动变阻器接右下接线柱，把滑动变阻器、开关串联接入电路，电路图如图所示．
（2）如果滑动变阻器同时接上面两个接线柱，或者灯泡断路，闭合开关，电压表压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变．
（3）由电路图可知，电流表量程是0～0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.4A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W．
（4）∵I= $\text{[math]}$ ，∴由表中实验数据可得，灯泡电阻R= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ =6.25Ω；灯泡额定电压是2.5V，额定功率为0.75W，∵P= $\text{[math]}$ ，∴灯泡正常发光时的电阻R′= $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ ≈8.3Ω，灯泡正常发光时的实际电阻小于理论值，因此灯丝电阻与合格产品相比短了．
（5）如果灯丝电阻是定值，保持不变，P-U²图象是一条直线，实际上灯泡电阻随温度（实际功率）增大而增大，因此P-U²图象如图D所示．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）滑动变阻器同时接上面两个接线柱；断路；（3）0.4；1；（4）短了；（5）D．
分析：（1）根据题目要求确定滑动变阻器的接法，然后把滑动变阻器串联接入电路．
（2）根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）由图示电流表确定其分度值，读出其示数，由P=UI求出灯泡功率．
（4）根据实验数据应用欧姆定律求出灯丝实际电阻，根据灯泡额定功率与额定电压应用电功率变小公式求出灯泡电阻，根据两电阻值关系，分析答题．
（5）灯泡电阻随温度升高而增大，根据电功率公式P= $\text{[math]}$ 分析答题．
点评：本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电表读数、求电功率、判断灯泡是否合格、判断灯泡功率与电压平方的关系等问题，对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数．