题目内容

18．在测量小灯泡电功率的实验中，小明同学选取了一个标有“3.8V”、额定功率约为1W的小灯泡和必要的实验器材，连接的电路如图甲所示．

（1）请指出图中的两处错误：
①电流表正负接线柱接反；②滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路
（2）改正错误后，闭合开关，如果发现灯泡发出特别耀眼的光，且此时电流表和电压表都有示数，出现该现象的原因可能是滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处．
（3）故障排除后，移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，此时的电流为0.32A，小灯泡的额定功率为1.216W．
（4）分析小明在表中记录的实验数据可知，小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的．灯丝的电阻随两端电压的增加而增大（填“增大”或“减小”），灯丝电阻发生变化的本质是电阻随温度升高而增大．
电压/V1.52.02.53.03.84.0
电流/A0.20.220.250.28 0.34
电功率/W0.30.440.6250.84 1.36
灯泡发光情况很暗→暗→正常发光→很亮
（5）关于此小灯泡的功率P与U2、P与I2的图象，图丙中描述正确的是D．

分析 （1）滑动变阻器接入电路时，要按一上一下原则接线；电流必须从“+”接线柱流入电表，从“-”接线柱流出电流表；
（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）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，根据P=UI求出小灯泡的额定功率；
（4）分析比较表格中电功率的数据确定灯泡发光亮度的决定因素；
根据表中实验数据应用欧姆定律、从温度对电阻的影响分析答题；
（5）根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析P与U2的图象．

解答 解：
（1）电流从电流表的负接线柱流入，从正接线柱流出，即电流表正负接线柱接反；
滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路，移动滑片不会改变灯泡两端的电压以及通过灯泡的电流；
（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，滑动变阻器不能起到保护电路的作用；
（3）根据图乙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.32A；
灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（4）根据表中数据可知，灯泡的实际功率越大，灯泡越亮，因此小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的；
由表中实验数据可知，随灯丝两端电压增大，灯丝的实际功率变大，则灯丝的温度升高，并且电压与电流的比值增大，即灯丝电阻增大，由此可知，灯丝电阻随灯丝温度的升高而增大．
（5）由P=I2R=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，在P-U2图象中，图象上某点与原点连线的斜率为电阻倒数$\frac{1}{R}$，因随温度的升高R增大因而$\frac{1}{R}$应减小，故AB错误．
同理在P-I2图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故D正确，C错误．
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反；滑动变阻器将下面两个接线柱接入了电路；（2）滑动变阻器的滑片没调到最大阻值处；（3）0.32；1.216；（4）实际功率；增大；温度升高；（5）D．

点评 本题考查了查找电路连接错误、电路现象原因分析、电流表读数、求灯泡额定功率、数据分析和图象分析能力，注意学会从数学函数的角度分析物理图象问题，并区分曲线上某点与原点连线的斜率和曲线的切线的斜率含义的不同．

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