Question

3．在测量额定电压为2.5V的小灯泡（电阻约为10Ω）功率的实验中，老师提供了以下器材：电流表、电压表、开关、电压为6V的电源和滑动变阻器各一个，导线若干．

（1）请将图1甲中的电路图连接完整．
（2）在连接电路中，开关闭合前，滑动变阻器的阻值调到A处（选填“A”或“B”）．
（3）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表有较大示数，分析其原因可能是灯泡断路．
（4）纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，读得电压表的示数为1.6V，此时电流表的示数如图1乙所示，电路中的电流是0.24A，要测量小灯泡的额定功率，根据电路图，应将滑动变阻器的滑片向B调节（选填“A”或“B”）．
（5）李亮同学重新移动滑动变阻器多次测量小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，画出了通过小灯泡的电流随两端电压变化的图象，如图2所示，则小灯泡的额定功率是0.75W．在该图象中发现电流不与电压成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的变化而变化．

Answer 1

分析 （1）根据图乙电流表使用小量程，与灯串联，电压表并联在灯的两端，变阻器接线柱一下一上串联在电路中；
（2）闭合开关前，变阻器连入电路中的阻值最大；
（3）电流表无示数，说明电路断路或电路的电阻很大或电流表短路；电压表有较大示数，说明电压表与电源连通，据此判断故障的原因；
（4）根据电流表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据分压原理，确定变阻器滑片移动的方向；
（5）根据图2找出额定电压下对应的电流大小，根据P=UI求灯的额定功率；
灯丝的电阻随温度的变化而变化．

解答 解：（1）根据图乙电流表使用小量程，与灯串联在电路中，变阻器接线柱一下一上串联在电路中，如下图所示：

（2）为保护电路，在连接电路中，开关闭合前，滑动变阻器的阻值调到最大处，即A端；
（3）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，说明电路断路或电路的电阻很大或电流表短路；电压表有较大示数，说明电压表与电源连通，所以，其原因可能是灯泡断路而导致电压表串联在电路中了；
（4）电流表小量程的分度值为0.02A，示数为0.24A；因1.6伏小于灯的额定电压，要测量小灯泡的额定功率，就要增大灯的电压而减小变阻器器的电压，根据分压原理，要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，滑片向B移动；
（5）由图2知，灯在额定电压2.5V对应的电流为0.3A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
因灯丝的电阻随温度的变化而变化，由欧姆定律R=$\frac{U}{I}$，$\frac{U}{I}$不是一个定值，所以电流不与电压成正比．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）A；
（3）断路灯泡；
（4）0.24；B；
（5）0.75；灯丝的电阻随温度的变化而变化．

点评 本题测小灯泡的电功率，考查电路的连接、注意事项、故障的分析、操作过程、额定功率的计算、影响电阻大小的因素等知识，是测功率实验中的基本知识，要准确掌握．