题目内容
【题目】小华做“测量小灯泡电功率”的实验时，连接了如图甲所示的电路，实验前观察小灯泡上标有“2.5V”字样，电源电压恒为3V．
（1）小华连接后的电路如图甲所示，闭合开关前，他应将滑片P移到滑动变阻器的最_________（左/右）端；
（2）接着检查电路连接，他发现有一根导线连接错了，请你在甲图中应改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接法．
（3）改正连接后，闭合开关，电流表的示数为0.11A，电压表的示数如图乙所示，则电压表的示数为__________V，此时滑动变阻器的连入电路中电阻为__________Ω．
（4）改变变阻器滑片的位置，测得多组对应的电压、电流值，如下表所示．由测得数据可知，小灯泡的正常发光时的功率为__________W．请根据此小华设计的表格和实验记录，说出方案设计中存在的一个问题：______________________________．
（5）分析表中数据，发现第__________次实验数据有误。请在图丙中画出小灯泡的I－U关系图像．由图像可知，灯丝的电阻随U的增大而__________，当电压表示数为2V时，小灯泡消耗的电功率约为__________W．
（6）小明同学思考后觉得：用定值电阻来替代某一电表也能测出小灯泡正常发光时的功率，并设计了四个电路图．其中正确的是__________．
【答案】 左 见解析 0.4 23.6 1.1 测量电功率无需取平均值 没有测量电压略大约额定电压时的功率 见解析 增大 0.76－0.84 C
【解析】（1）为了保护电路，闭合开关前，滑片在阻值最大处，由图知道应置于最左端；
（2）电压表并联在灯泡和滑动变阻器的两端，测灯泡和滑动变阻器的总电压，所以电压表的“-”接线柱和滑动变阻器左上端接线柱连接错误，应把电压表并联在灯泡两端，电压表的“-”接线柱和滑动变阻器的右下接线柱相连，如下图：
（3）电压表使用的0～3V，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压表的示数是0.4V，电压表测量的是灯泡的电压UL =0.4V，所以滑动变阻器的电压是：U滑=U-UL =3V-0.4V=2.6V，则R滑=U滑/I=2.6V/0.11A=23.6Ω；
（4）由题意知道，小灯泡的额定电压是2.5V，由表格知道，当灯泡的电压为2.5V时，电流为0.44A，所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.44A=1.1W；小华设计的表格和实验记录中存在的一个问题，因为灯泡电压变化时功率也会发生变化，所以测量电功率无需取平均值，并且没有测量电压略大约额定电压时的功率；
（5）分析表格数据知道第3次实验数据有误，因为此时电流大于电压是1.6V时的电流值；根据表中的数据画出I-U关系图象（如图所示），由图象知道，电压的变化量大于电流的变化量，即灯丝的电阻随U的增大而增大。由图知道当电压为2V时，对应的电流约为0.42A，则灯泡的功率约为P=UI=2V×0.42A=0.84W；
（6）A图中灯泡与定值电阻并联，不能判断灯泡是否正常工作，故A错误；B图中闭合左边的开关，电压表上端为正接线柱，下端为负接线柱；只闭合右边的开关，电压表上端为负接线柱，下端为正接线柱，所以其中有一次电压表接线柱一定接反，不能读出电压表示数，故不能测出灯泡的额定功率；C图中灯泡与定值电阻并联，通过开关的断开或闭合能测出干路电流和定值电阻的电流，当定值电阻的电流为IR=2.5V/R时，灯泡正常工作，所以根据P=UI可以求出灯泡的额定功率，故C电路正确；闭合左边的开关，电流表把灯泡短路，灯泡不发光；只闭合右边的开关，电流表把电阻短路；两个都闭合或断开时，电流表均无示数，测不出灯泡的额定电流，该电路图不能选，故符合题意正确的是C。
