Question

16．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V．
（1）图甲是小莉同学已连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，使滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大．
（2）为保护电路元件安全，连接电路时开关应断开，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至D（选填“C”或“D”）端．
（3）小莉连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，出现此现象的原因可能是小灯泡断路
（4）排除故障后，闭合开关进行试验，电压表示数为2V，为测量灯泡的额定功率，应将滑动变阻器的滑片P向C（填“C”或“D”）端滑动，直到电压表示数为2.5V时为止，并做好数据记录；图乙的U-I图象是小莉根据多组实验数据绘制的，根据图象可得小灯泡正常发光时的电阻是12.5Ω，额定功率是0.5W．
（5）根据图象，小莉还发现小灯泡的电阻是变化的，造成这一变化的原因是小灯泡灯丝的电阻受温度的影响
（6）小叶小组同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：
①连接电路时没有断开开关；②闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．

Answer 1

分析 （1）本实验中，电流表和滑动变阻器应串联在电路中，根据滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，确定其接线情况；
（2）连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至最大值处；
（3）电路故障分两类：短路和断路．电路短路时，短路部分无电压，电流大；电路断路时，断路部分无电流，电压大；
（4）要测量灯泡额定功率，需使灯泡电压达到2.5V，由此根据串联电路的分压原理分析滑片的移动情况；
由图象读出电压表示数为2.5V时通过灯泡的电流，由R=$\frac{U}{I}$计算小灯泡正常发光时的电阻，由P=UI计算额定功率；
（5）导体的电阻受温度影响；
（6）连接实物电路时，开关要断开，滑动变阻器滑片要移到阻值最大位置处．

解答 解：（1）测量小灯泡电功率的实验中，电流表和滑动变阻器应串联在电路中，根据滑片P向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻变大，变阻器左边电阻丝连入电路，所以应将A接入电路中，如右图所示：
（2）为了保护电路，连接电路时，开关应断开；闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应调至最大值D端；
（3）电压表有示数说明电压表与电源连通，电流表无示数、灯泡不亮可，说明电路断路或电路的总电阻很大，所以，与电压表并联的部分断路，即小灯泡断路而导致电压表串联在电路中；
（4）为测量灯泡的额定功率，所以要增大灯泡两端电压到2.5V，根据分压原理，应减小滑动变阻器连入阻值，故P向C端滑动；由图象，当灯泡电压2.5V时，通过灯泡的电流0.2A，
小灯泡正常发光时的电阻R=$\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω：小灯泡额定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）灯丝的电阻是变化的，因为不同电压下灯泡中电流不同、灯丝的温度不同，小灯泡灯丝的电阻受温度的影响；
（6）连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明连接电路时，没有断开开关；
灯泡发出明亮耀眼的光，说明电路电流很大，电路电阻很小，闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．
故答案为：（1）见上图；
（2）断开；D；
（3）小灯泡断路；
（4）C；12.5；0.5；
（5）小灯泡灯丝的电阻受温度的影响；
（6）①连接电路时没有断开开关；②闭合开关前，滑动变阻器滑片没有置于最大阻值处．

点评 本题测量小电灯功率，考查了电路连接、注意事项、电路故障分析与判断、电阻和功率的计算等，考查的知识点多，综合性强，这些都是经常考查问题，需熟练掌握．