Question

3．小明设计了如图所示的电路．
（1）利用这电路图可完成两个重要的测量实验是：
①测小灯泡的电阻；实验原理是：R=$\frac{U}{I}$；
②测小灯泡的电功率；实验原理是：P=UI．
（2）实验电路接好后，合上开关时，一些小组的同学发现了电路故障，请你根据现象和检测结果批出故障的可能原因：
①灯（额定电压2.5v）不亮，电流表无示数，电压表示数较大，故障原因电灯开路；
②调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，电压表示数减小，故障原因电压表与变阻器并联．
（3）小组同学在实验中共得到如表中的ABC三组数据：

实验次数	A	B	C
U/V	2.0	2.5	2.8
I/A	0.22	0.25	0.26

①小施同学分析表中实验数据后，发现还能求得小灯泡的电阻，但他分别算出了所给的三种情况下小灯泡的电阻值不同．你认为理由是随电压增大，灯泡功率增大，灯丝温度升高，电阻变大．
②小电灯的额定功率为0.625W．

Answer 1

分析 （1）掌握测功率和电阻是实验原理：P=UI、R=$\frac{U}{I}$；
（2）根据不同的实验现象判断电路故障的具体原因：
①分析断路和短路特点；②注意电压表与灯泡并联
（3）①根据灯丝的电阻随温度的升高而增大的特点进行分析；
②根据表格中数据确定出灯泡的额定电压和电流，由公式P=UI确定灯泡的额定功率值．

解答 解：（1）根据电路图，分别可测出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流值，根据R=$\frac{U}{I}$可得出灯泡的电阻；根据P=UI可得灯泡的电功率；
（2）①当连接完电路后，闭合开关后，根据实验现象小灯泡不亮、电流表没有示数推断出电路中出现了断路，然后根据电压表有示数推断出电路中是小灯泡出现了断路；
②调节变阻器，发现灯变亮时，电流表示数增大，灯泡两端的电压变大，滑动变阻器两端的电压变小，电压表示数减小，说明电压表与滑动变阻器并联了；
（3）①由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，所以不能计算灯泡电阻的平均值；
②由表格中数据知，当U=2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.25A=0.625W．
故答案为：（1）①测小灯泡的电阻；R=$\frac{U}{I}$；②测小灯泡的电功率；P=UI；（2）①电灯开路； ②电压表与变阻器并联；（3）①随电压增大，灯泡功率增大，灯丝温度升高，电阻变大； ②0.625．

点评 此题综合考查了学生对电学实验的掌握，解决此题需具备一定的综合分析能力，知识点考查全面．