Question

12．在“测定小灯泡电功率”的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，灯丝电阻约为8Ω．
（1）小明所在实验小组连接的电路如图1所示，其中有两处错误或不妥．请指出：
①电流表的正负接线柱接反了；②滑动变阻器全接在下端的两个接线柱了．
（2）将上述错误或不妥改正后，闭合开关发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表、电压表都有示数，则出现该现象的原因可能是滑动变阻器阻值太小了．
（3）实验中调节滑动变阻器使电压表的示数为2.5V时灯泡正常发光，此时电流表的示数如图2所示，小灯泡的额定功率为0.85W．
（4）根据以上实验数据，这个小灯泡正常工作时的电阻为7.35Ω（保留两位小数） 通过实验绘制成如图所示的I-U图象，通过分析你能得到的结论是灯丝电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）在实物图中找连接错误之处，一般从电流表、电压表、滑动变阻器的使用方法上考虑：电压表量程选择要看灯泡的额定电压，电流表的量程要通过I=UR计算得出，还要注意电压表和电流表的正负接线柱和连入电路的方法．滑动变阻器要从接线柱的选择和滑片位置考虑．
（2）灯泡亮的耀眼→电流太大→电路总电阻太小→滑动变阻器的滑片没在最大阻值处．
（3）由图乙所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）由欧姆定律可以求出灯泡电阻；知道灯丝电阻随温度的升高而增大．

解答 解：（1）由电路连接知：电流表没有采用“正进负出”的接线方法；滑动变阻器同时连接了下面的两个接线柱，相当于在电路中串联了一个定值电阻，起不到调节电路电流的作用；
（2）灯泡发光，电流表、电压表有示数，说明电路是通路，但电流太大，原因是电路电阻太小，故障是滑动变阻器阻值太小了；
（3）由电路图可知，电流表量程为0～0.6A，由图2所示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.34A，灯泡额定功率为P_额=U_额I_额=2.5V×0.34A=0.85W；
（4）由I=$\frac{U}{R}$可得：灯泡正常发光时的电阻为R=$\frac{{U}_{额}}{{I}_{额}}$=$\frac{2.5V}{0.34A}$≈7.35Ω；
根据图象知：当电压越大时，电流越大，灯丝温度较高，电阻会变大，则说明灯丝电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反；滑动变阻器同时连接了下面的接线柱；（2）滑动变阻器阻值太小了；（3）0.85；（4）7.35；灯丝电阻随温度的升高而增大．

点评 此题考查的是测量小灯泡功率的过程，属于电学最重要的实验之一．其中，电路连接过程中常见的错误包括：干电池没有串联，电流表、电压表选择量程不当或正负接线柱接入错误，滑动变阻器同时连接了上方或下方的两个接线柱，用电器被短路，等等．