Question

【题目】在测定额定电压为“2.5 V”小灯泡电功率的实验中，小明连接的电路如图：

(1)诸用笔面线代替导线，将如图中的实物电路连接完整________。

(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数，经检测电流表完好，电路连接正常，则故障可能是________________。

(3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，则小灯泡额定功率为_________________W。

(4)小明完成上述实验后，按照如图所示的电路进行实验，实验步骤如下：（开关S始终处于闭合状态，R1和R2为滑动变阻器，R.2的最大电阻为R0）

①只闭合开关Sl，调节______________，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；

②只闭合开关S2，调节R1，使电压表的示数仍为小灯泡的额定电压U额；

③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式P额=_______（用U额、R0、Ul、U2表示）。

（评估）①小明为了准确测量小灯泡额定功率，他设计了如下表格进行实验记录了数据，并计算出小灯泡的平均功率，但老师说不能这样做，原因是：_______________________________________。

②但小明通过分析实验数据发现，当小灯泡两端的电压增大时，灯丝的电阻会_______________ 。

Answer 1

【答案】 灯泡断路 0.75 R2 见解析所示 灯泡在不同电压下测得是实际功率，不能用于计算额定功率 增大

【解析】(1)根据2.5V的小灯泡，所以连接电压表的“3V”接线柱到灯泡的右端即可，如图：

(2)小明闭合开关后，发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中出现了断路性故障，而电压表有示数，说明电压表的两端到电源的两端是通的，检测电流表完好，电路连接正常，则故障是与电压表并联的部分断路了，即可能是灯泡断路。

(3)排除故障后，移动滑动变阻器的滑片使小灯泡正常发光，此时电流表示数如图所示，电流表使用小量程，分度值为0.02A，读数为0.3A，所以小灯泡额定功率为：

。

(4)小明完成上述实验后，按照如图所示的电路进行实验，利用了等效的方法测量电功率，实验步骤如下：

①只闭合开关Sl，调节滑动变阻器R2，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U额；

②只闭合开关S2，调节R1，使电压表的示数仍为小灯泡的额定电压U额；

③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1，则为U1电源电压，再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，根据串联电路电流相等可得：

，解得：R1接入电路的阻值为：，

则小灯泡额定功率的表达式为：。

【评估】①由实验数据可知，当电压不同时，计算出的实际功率是不同的，且功率不同不是由误差造成的，所以不可根据不同的实际功率计算平均功率，是没有意义的。

②通过分析实验数据发现，通过灯泡的电流电压的变化不成正比，即灯丝的电阻是变化的，当小灯泡两端的电压增大时，灯泡的实际功率变大，温度升高，灯丝的电阻会变大，因为通常的金属电阻随温度的升高电阻增大。