Question

3．小华在“测量小灯泡功率”实验电路中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最左端（选填“左”或“右”）．闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表有示数，电流表无示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：灯泡断路了．
（3）若要测量灯泡的额定功率，应移动滑片P，使电压表的示数为2.5V时记下电流表的示数．若电压表的示数为2.2V，接下来应该滑片P应向右移动减小接入电路中的电阻，增大灯泡两端的电压，直到电压表是2.5V为止；
（4）根据实验数据画出I-U图象，如图乙所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．
（5）结合图乙的信息思考：能否利用图电路，采用控制变量的方法来“探究电流与电压的关系”？并说明理由不能，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值．

Answer 1

分析 （1）滑动变阻器串联在电路中，按一上一下原则接线；电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出；
（2）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片处于阻值最大处；发现灯泡不亮，电流表无示数，说明电路可能断路，电压表有示数，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是连通的，与电压表并联的灯断路了；
（3）当灯泡两端电压等于灯泡额定电压时，灯泡实际功率等于额定功率；电压表的示数小于灯泡的额定电压，要测灯泡的额定电压应减小变阻器接入电路中的电阻、增大电路中的电流，直到电压表的示数和灯泡的额定电压相等；
（4）根据图象，读出小灯泡两端电压为2.5V时的电流，根据P=UI求小灯泡正常工作时的电功率；
（5）灯泡电阻受温度影响，据此分析答题．

解答 解：（1）滑动变阻器的任意一上方接线柱与灯泡串联；因为电源电压为3V，因此电压表选择0～3V的量程，电压表并联在小灯泡两端，使得电流从正接线柱流入负接线柱流出；如图所示：
（2）为保护电路，闭合开关前滑动变阻器滑片处于阻值最大处，由图可知，应滑至最左端；经分析，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：灯泡断路了；
（3）若要测量灯泡的额定功率，应移动滑片P，使电压表的示数等于灯泡额定电压2.5V时，记下电流表的示数；要测灯泡的额定功率，应使电压表的示数达到2.5V，电压表的示数从2.2V增大到2.5V时，滑片P应向右移动减小接入电路中的电阻，增大灯泡两端的电压，直到电压表是2.5V为止；
（4）由题可知，当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡正常工作，此时的电功率为小灯泡的额定电功率，由图乙可知，当小灯泡两端电压为U=2.5V时，通过的电流为I=0.25A，可得小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）探究电流与电压的关系应控制电阻阻值不变，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值，因此不能采用图甲电路探究电流与电压的关系．
故答案为：
（1）如图；
（2）灯泡断路了；
（3）2.5；滑片P应向右移动减小接入电路中的电阻，增大灯泡两端的电压，直到电压表是2.5V为止；
（4）0.625；
（5）不能，灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯泡电阻不是定值．

点评 本题考查了实验的注意事项、电流表量程的选择和读数、电表的正确使用、滑动变阻器的使用、电功率的计算等，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．