题目内容

1．如图所示，小明在进行“测量小灯泡电功率”的实验，他已连接了部分电路．已知电源电压恒为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．
实验次数电压表示数U/V电流表示数I/A
12.00.17
22.50.20
33.00.22
（1）请用笔画线代替导线，将图示电路连接完整；
（2）连接好电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，则出现故障的原因是灯泡短路；
（3）故障排除后，小明将实验数据记录在表格中，则灯泡的额定功率是0.5 W；当小灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻为2.5Ω；由实验数据可以发现通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比关系，这是由于灯丝的电阻随温度的变化而改变（或灯丝的电阻受温度的影响，其他合理的即可）；
（4）小明通过实验发现灯泡当U实际=$\frac{1}{2}$U额定时功率P1大于I实际=$\frac{1}{2}$I额定时的功率P2，引起这一现象的原因是由于灯丝的电阻随温度的下降而减小，当实际电压是额定电压一半时实际电流比额定电流一半要大．

分析 （1）滑动变阻器串联在电路中，要接一上一下；
（2）电流表有示数，电压表无示数，与电压表并联的电路短路；
（3）确定额定电压时的电流，根据P=UI计算出额定电功率；
根据R=$\frac{U}{I}$计算出变阻器的电阻值；
灯丝的电阻随温度的升高而增大，电流与电压成正比的前提条件是，电阻不变；
（4）根据灯丝电阻与温度的关系，分析出电压和电流减小的倍数关系得出结论．

解答 解：（1）滑动变阻器串联在电路中，已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，如图所示：

（2）小灯泡始终不亮，电流表有示数，电压表示数为零，与与电压表并联的灯泡短路；
（3）由表格中数据知，当U=2.5V时，I=0.20A，则额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
滑动变阻器的电阻R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2.5V}{0.2A}$=2.5Ω；
由于灯丝电阻随温度的变化而变化，通过灯泡的电流与其两端的电压不成正比关系；
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，当电压值降低为原来的一半时，由于此时电阻减小，所以此时的电流会大于额定电流的一半，此时的电功率会大于额定电流一半时的电功率．
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡短路；（3）0.5；2.5；灯丝的电阻随温度的变化而改变（或灯丝的电阻受温度的影响，其他合理的即可）；（4）由于灯丝的电阻随温度的下降而减小，当实际电压是额定电压一半时实际电流比额定电流一半要大．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验故障分析、温度对灯丝电阻的影响、欧姆定律的应用及电功率的计算，（4）分析起来比较抽象，关键是能够分析出电压和电流的变化关系．

练习册系列答案
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