Question

7．小明用图甲所示的电流测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，图乙是小明未完成连接实验电路．

（1）请你按照电路图，用笔画线代替导线，完成图乙中实验电路的连接．
（2）小明将电路连接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡刚好正常发光，此时电路表的示数如图丙所示，电流表的读数是0.3A，小灯泡的额定功率是0.75W．
（3）小灯泡正常工作时的阻值是8.3（小数点后保留一位）Ω，当电压值改变的时，小灯泡的阻值变化（填“变化”或“不变”）．
（4）小明将灯泡换成了定值电阻，想探究“电压一定时，电流跟电阻的关系”．
①连接电路前，开关必须断开．
②连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是C．
A、电流表坏了    B、滑动变阻器短路    C、电阻处接触不良   D、电阻短路
③排除电路故障进行实验，他需要多次改变电阻值，通过调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变，得出一组电路随电阻变化的数据，最后可得出结论．

Answer 1

分析 （1）本实验中，电压表与灯泡并联，电流表、灯泡、滑动变阻器一上一下串联接入电路；
（2）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据灯泡在额定电压下的功率为额定功率，即由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率；
（3）由欧姆定律计算灯泡正常发光的电阻，灯泡电阻随温度变化而变化；
（4）①连接电路前，开关应断开；
②电流表没有示数，电压表示数始终接近电源电压，电路故障可能为电压表所测量的电阻断路；
③探究电流跟电阻的关系时，需保持电阻两端电压不变．

解答 解：
（1）测量小灯泡的额定功率实验中，电压表与灯泡并联，电流表、灯泡、滑动变阻器一上一下串联接入电路中，小灯泡额定电压为2.5V，所以电压表使用0-3V量程，如图所示：
；
（2）根据图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（3）由欧姆定律可得灯泡正常发光时的电阻：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω；
由于灯丝电阻受温度影响，电压变化时，灯泡的实际功率发生变化，灯泡电阻会随温度的变化而变化，即：灯泡电阻是在变化的；
（4）①为了保护电路，连接电路前开关应断开；
②A、如果电流表坏了，整个电路断路，电压表也不会有示数，故A不合题意；
B、如果滑动变阻器短路，电流表会有示数，且更大，故B不合题意；
C、闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，原因可能是电压表所测量的电阻断路，即可能是电阻处接触不良，故C符合题意；
D、如果电阻短路，则电压表的示数将为零，且电流表的示数将变大，故D不合题意．
③探究电流跟电阻的关系时，需保持电阻两端电压不变，因此排除电路故障进行实验，多次改变电阻值后，需通过调节滑动变阻器，使电压表的示数保持不变，得出一组电流随电阻变化的数据，最后得出结论．
故答案为：（1）见上图；（2）0.3；0.75；（3）8.3；变化；（4）①断开；②C；③滑动变阻器；电压表的示数．

点评 此题是测量灯泡电功率的实验，考查了滑动变阻器和电压表的连接，电流表的读数、电阻和额定功率的计算、故障分析以及控制变量法的应用等内容，都是实验中需重点掌握的内容．