Question

14．在测量小灯泡电功率的实验中（小灯泡额定电压6V）
（1）小明按图甲连接实物，接通电路瞬间，小灯泡非常亮，电压表示数为8.5V．小明马上断开电路，检查发现只有滑动变阻器接线出错，该错误是变阻器短路（或将变阻器下面两个接线柱接入了电路中了）．
（2）请根据实验目的，连接图乙的电路，要求滑动变阻器接入电路的阻值最大．

电路正确连接后，电压表、电流表的示数及灯泡亮度如下表：

数据序号	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	①	3.0	6.0	7.5
电流I/A	0.5	②	0.8	1.0	1.1
灯泡亮度	看不到发光	暗	亮	较亮	很亮

（3）第2次实验的电压表、电流表示数如图丙，请把实验数据填写在表中．
（4）完成图丁的白炽灯能量流向图，并用图中的物理量符号表示白炽灯的发光效率η=$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%．
（5）把这个小灯泡与电压恒为6V的电源相连，在t=0s时刻，合上开关，测得流过灯泡的电流与通电时间关系如图戊．哪一时刻开始灯泡正常发光6×10^-2s．描述此图象所反映小灯泡电流的变化情况：从大到小最后大小恒定．

Answer 1

分析 （1）小灯泡非常亮，电压表示数为8.5V，说明电路为通路，灯的电压接近电源电压，据此分析错误所在；
（2）由图丙知确定电流表、电压表选用的量程，根据滑动变阻器接入电路的阻值最大确定变阻器的连接，根据电路图连接实物图；
（3）根据图丙中电表选用的大量程读数；
（4）根据能量之间存在相互的转化分析；根据效率公式回答；
（5）由表中的数据确定灯的电压为额定电压时，通过的电流，由图戊确定灯泡正常发光的时刻；
由图可知，通过灯的电流变化情况．

解答 解：（1）由图可知，电压表测灯的电压，接通电路瞬间，小灯泡非常亮，电压表示数为8.5V，说明电路为通路，灯的电压接近电源电压，则说明变阻器短路（或将变阻器下面两个接线柱接入了电路中了）；
（2）由图丙知，电流表、电压表选用大量程，滑动变阻器接入电路的阻值最大，根据电路图连接实物图，如下所示：

（3）图丙中电流表选用大量程，分度值为0.1A，示数为0.7A；电压表选用用大量程，分度值为0.5V，示数为2V；

数据序号	1	2	3	4	5
电压U/V	1.0	2.0	3.0	6.0	7.5
电流I/A	0.5	0.7	0.8	1.0	1.1
灯泡亮度	看不到发光	暗	亮	较亮	很亮

（4）白炽灯发光，电能转E₁化为灯的内能，再转化为光能，其中一部内能散失；E₂表示光能；E₃表示散失的光能；
白炽灯的发光η=$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%．
（5）由题中的数据知，当灯的电压为额定电压6V时，通过的电流为1A，灯正常发光，由图戊可知，在6×10^-2s时刻开始灯泡正常发光．由图可知，通过灯的电流从大到小最后大小恒定．
故答案为：（1）变阻器短路（或将变阻器下面两个接线柱接入了电路中了）；
（2）如上图所示；
（3）如上表所示；
（4）电能；光能；$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%；
（5）6×10^-2s；从大到小最后大小恒定．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查反常现象的分析、电路的连接、能量的转化和效率、数据的分析等知识．