Question

14．在“测定小灯泡的功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整；
（2）闭合开关前，变阻器的滑片P应位于A  （A/B）端；
（3）小明闭合开关，移动滑片P到某点时，电压表示数如图乙所示为2.2  V，则此时灯泡消耗的实际功率＜ 额定功率（＞/＜/=）；
（4）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I-U图象（图丙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是0.5  W；
（5）进一步分析图象可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐增大 （增大/减小/不变）．你认为原因是灯丝电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值确定电流表的量程且与灯泡串联；
（2）为防止电路中的电流最大烧坏电路元件，闭合开关前，滑动变阻器处于最大阻值处；
（3）根据电压表的量程和分度值读出示数，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知灯泡实际功率与额定功率的关系；
（4）根据图丙读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（5）灯泡的U-I图线的斜率表示灯泡电阻的倒数，分析斜率的变化得出灯泡电阻的变化，通过分析影响电阻大小的因素找出变化原因．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，则电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
灯泡额定电流的大约值I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，则电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联，如下图所示：

（2）为保护电路，闭合开关前，变阻器的滑片P应位于最大阻值处的A端；
（3）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，
因灯泡两端的电压小于额定电压，
所以，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，灯泡的实际功率小于额定功率；
（4）由图丙可知，灯泡两端的电压U_L=2.5V时，通过灯泡的电流I_L=0.2A，
则灯泡的额定功率P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）灯泡的U-I图线的斜率表示灯泡电阻的倒数，随着灯泡两端电压的增大，图线的斜率减小，灯泡的电阻越大，
在实验过程中，灯丝的长度、横截面积、材料不变，电压增大，通过的电流越大，实际功率越大，温度升高，电阻增大，
所以，灯丝电阻随温度的升高而增大．
故答案为：
（1）如上图所示；
（2）A；
（3）2.2；＜；
（4）0.5；
（5）增大；灯丝电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了电表的连接和电压表的读数以及实验的注意事项、电功率大小的比较、额定功率的计算等，会确定电表的量程和知道灯泡的U-I图线的斜率表示灯泡电阻的倒数是关键．