Question

5．如图1是小兰同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图．灯泡的额定电压是2.5V，电阻约9Ω，滑动变阻器阻标有“20Ω  1A”字样：

（1）把电压表正确连入电路；
（2）在开关闭合前，应将滑片P放在A端．（选填“A”或“B”）
（3）小兰合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．小兰分析产生故障的原因可能是：①小灯泡灯丝断了；②小灯泡短路；③滑动变阻器开路．（电流表、电压表均无故障）
请你依据表一中电流表、电压表示数可能出现的几种情况，帮小兰判断故障原因，并将其序号填写在表一对应的空格里．
表一：

电流表	电压表	故障原因
示数不为0	示数为0
示数为0	示数不为0

表二：

U/V	I/A	R/Ω	灯泡亮度
2	0.25	8	暗
2.5			亮
2.8	0.32	9	很亮

（4）排除故障后，小兰调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流，并观察发光情况，记录在表二中．当小灯泡正常发光时，电流表示数如图2所示，此时小灯泡电阻是8.33Ω．小灯泡的额定功率是0.75W．（计算结果保留两位小数）
（5）请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小，提出一个合理的猜想：随灯泡电压增大，灯泡电阻变大（或随灯泡实际功率变大，灯泡变亮）．

Answer 1

分析 （1）电压表与灯泡并联测灯泡电压，注意正负接线柱．
（2）开关闭合前，滑片处于最大阻值处．
（3）灯泡不亮可能是电路断路或灯泡短路，
如果灯泡断路，电流表无示数，电压表串联在电路中，测电源电压；
如果灯泡以外的电路断路，电流表无示数，电压表也无法测电压，电压表示数为0；
如果灯泡短路，电路是通路，电流表有示数，电压表测导线电压，示数为0．
（4）电流表读数：首先确定使用的量程，然后确定每一个大格和每一个小格代表的示数．
知道灯泡正常工作时电压和电流，根据R=$\frac{U}{I}$计算电阻，根据P=UI计算功率．
（5）分析表中实验数据，得出结论，可从灯泡电阻随温度变化的关系或灯泡亮度与灯泡实际功率的关系等方面分析．

解答 解：（1）电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入，从负接线柱流出，如下图所示：

（2）闭合开关前，为保护电路，滑片应置于阻值最大处，即滑片处于A端；
（3）①灯泡灯丝断了，电路断路，电流表示数为0，电压表串联在电路中，测电源电压，示数不为0；
②灯泡短路，电路是通路，电流表有示数，电压表测导线电压，示数为0；
③滑动变阻器开路，电路断路，电流表示数为0，电压表无法测电压，示数为0；
填表如下：

电流表	电压表	故障原因
示数不为0	示数为0	②
示数为0	示数不为0	①

（4）电流表选择0～0.6A量程，每一个大格代表0.2A，每一个小格代表0.02A，电流为0.3A，灯的电阻
R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.3A}$=8.3Ω；灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）由表中实验数据可知，随灯泡两端电压的增大，灯泡电阻增大，此外还可以看出，随灯泡电压增大，通过灯泡的电流增大，由P=UI可知灯泡实际功率变大，灯泡变亮；
故答案为：（1）如上图；
（2）A；
（3）如上表；
（4）8.33； 0.75；
（5）随灯泡电压增大，灯泡电阻变大（或随灯泡实际功率变大，灯泡变亮）．

点评 本题测量小灯泡的电功率，考查电路的连接、实验注意事项、故障的分析、电阻大小与额定功率的计算和提出 问题的能力．