题目内容

10．在测定“小灯泡电功率”的实验中，小明同学选用的电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为12Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，将甲图的实物电路连接完整．（要求：滑片P向右移灯泡变亮）
（2）小明电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是C
A．更换小灯泡  B．检查电路是否断路   C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向右（选填“左”或“右”）端移动，使电压表的示数为2.5V．某同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成如图丙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（4）实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做是为了测量不同电压下小灯泡的实际功率．
（5）LED节能灯作为环保节能灯具，具有发光效率高、可靠使用寿命长，将成为下一代主流灯具产品．一只LED节能灯的发光亮度与此小灯泡相同时，LED灯可节约85.8%的电能，据此推算小灯泡正常发光时的亮度与0.071W的LED灯亮度相当．

分析 （1）实验中电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压，根据滑片P向右移灯泡变亮确定变阻器的接线柱；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（3）由图乙确定电压表量程与最小分度值，读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系确定滑片的移动方向，知道电压表示数等于灯泡额定电压为止；
由图丙找出灯泡电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的额定功率，由I=$\frac{U}{R}$计算灯泡电阻；
（4）改变小灯泡两端的电压，小灯泡的电功率随着发生变化，这样做是为了测出不同电压下的电功率；
（5）由题意LED灯可节约85.8%的电能，据此分析答题．

解答 解：（1）测定小灯泡电功率的实验中，电流表、灯泡、变阻器应串联在电路中，电压表测灯泡两端电压，所以应与灯泡并联，根据滑片P向右移灯泡变亮，说明变阻器连入阻值减小，所以应将变阻器的B接线柱接入电路，如图所示：
；
（2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（3）由图乙知，电压表量程是0～3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V＜2.5V，因此滑动变阻器滑片应向右端移动，减小滑动变阻器接入电路阻值，减小分压，增大灯泡分压，直到电压表示数为灯泡额定电压2.5V为止；
由图丙可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流是0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，通过灯泡电流为0.15A，所以小灯泡的电阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
（4）改变小灯泡两端的电压，小灯泡的电功率随着发生变化，这样做是为了测出不同电压下的电功率；
（5）由题意可知：PLED=（1-85.8%）P=（1-85.8%）×0.5W=0.071W．
故答案为：（1）见上图；
（2）C；
（3）2.2；右；2.5；0.5；10；（4）测量不同电压下小灯泡的实际功率；（5）0.071．

点评 本题考查了故障判断、实验电路的连接、电表读数、求电阻、求功率等问题，对电表读数时，要先确定其量程与分度值，然后再读数，读数时视线要与电表刻度线垂直．

练习册系列答案
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15．一个额定电压是2.5V的小灯泡，其正常工作时电阻约10Ω．小明想测定这个小灯泡的额定功率，实验室中有如下器材：电流表、电压表、开关各一个，三个规格分别为A：“5Ω 1A”，B：“20Ω 0.5A”，C：“1kΩ 1A”的滑动变阻器，导线若干，电源（电压为6V）．

（1）小明设计了如图甲所示电路图，通过分析你认为小明应选用规格为B（选填“A”“B”或“C”）的滑动变阻器．
（2）图乙已连接了部分电路，请你根据图甲所示电路图，用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（3）小明正确选择了滑动变阻器，按图甲的电路图连接好电路，闭合开关，发现灯泡发光较暗，电流表有示数．任意移动滑动变阻器的滑片，电压表示数不变（示数不为零）且小于2.5V．具体原因是滑动变阻器同时接下面两个接线柱．
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（5）小明根据测量灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图丁所示，结果发现图线不是直线，这表明灯泡的电流与电压不成（选填“成”或“不成”）正比，这是因为灯泡电阻随温度变化而变化．
（6）利用该电路图不能（选填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系，理由是灯泡电阻随温度变化而变化，不是定值．
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（1）他在检查仪器时，发现电流表指针如图甲所示，他应将电流表的指针调到零刻度位置．
（2）图乙是他画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将如图15丙所示的实物电路连接完整．
（3）经检查无误后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片到某一位置，电流表和电压表的示数如图16所示，则此时通过小灯泡的电流是0.22A，灯泡两端的电压是1.8V．记录好数据后，为了测量小灯泡的额定功率，他应该将滑动变阻器的滑片向A（填写A或B）滑动，眼睛要注意观察电压表，直至其示数为2.5V．
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故障现象检测结果发生故障的原因
灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数．取下灯泡，电压表和电流表的示数均不变．
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