题目内容

8．在“测定小灯泡的电功率”实验中，电源由两节新干电池组成，小灯泡L标有“2.5V”字样，滑动变阻器标有“10Ω 1A”字样．
（1）请用笔画线代替导线，将图中实物电路正确连接完整．要求：闭合开关S前，移动变阻器的滑片P至左端时，变阻器连入电路的阻值最大．
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
（2）连接好电路，闭合开关，观察到灯泡L不发光，电压表示数为零．将电压表分别正确并 联在AB、AC、AD两端，发现UAB=UAC=0，UAD＞0．请判断，发生故障的是CD断路（选填：AB、BC或CD）．
（3）故障排除后，小明通过实验测得如表所示的数据，分析数据可知灯泡的额定功率是0.5W．
（4）小王通过表格中的实验数据，比较出“实际电压是额定电压一半时的电功率P1”和“实际电流是额定电流一半时的电功率P2”的大小，则P1大于P2（选填“大于”、“小于”或“等于”）．

分析 （1）测定小灯泡电功率的实验中，电压表测灯泡两端电压，利用滑动变阻器调节灯泡两端电压，应将变阻器串联接入电路，根据要求完成实物连接；
（2）灯泡不亮，电压表无示数，可能是灯泡短路或断路造成，故障类型应根据电压表示数情况判断；
（3）由表格数据，找到灯泡额定电压下的电流，根据P=UI计算额定功率；
（4）如果灯泡电阻不随温度变化，则UL=$\frac{1}{2}$U额时的电流I=$\frac{1}{2}$额，其P实=$\frac{1}{4}$P额；实际上灯泡电阻随温度升高而增大，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$分析实际功率与额定功率的关系．

解答 解：
（1）测定小灯泡电功率的实验中，电压表测灯泡两端电压，由题灯泡额定电压2.5V，所以电压表应使用0-3V量程，利用滑动变阻器调节灯泡两端电压，应将变阻器串联接入电路，闭合开关P在左端处于最大值，所以应将右下接线柱接入电路，如图所示：
；
（2）观察到灯泡L不发光，电压表示数为零，有可能是灯泡短路或断路造成的，发现AB=UAC=0，UAD＞0，说明从D点、灯丝、电流表、滑动变阻器到电压的正负极是通路，所以是CD之间发生了断路；
（3）由表格数据可知，当灯泡两端电压为2.5V时正常工作，通过的电流为0.2A，所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）根据公式P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，灯泡实际电压为其额定电压一半时，灯泡电阻减小，它的实际功率P1＞$\frac{1}{4}$P额；
根据P=I2R，实际电流等于额定电流一半时，灯泡电阻减小，实际功率P2＜$\frac{1}{4}$P额．故P1＞P2．
故答案为：（1）如图； （2）CD； （3）0.5；（4）大于．

点评 本题考查了实物图的连接、滑动变阻器的使用、欧姆定律的应用、串联电路的特点和电功率等知识掌握情况．要明确：探究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压不变；应用串联电路特点与欧姆定律可以求出定值电阻阻值．

练习册系列答案
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