Question

3．某物理实验小组的小明同学用如图甲所示的器材测量标有“2.5V”字样的小灯泡L的电功率，其中电源电压恒为6V，滑动变阻器上标有“50Ω 1A”字样．在测量额定电压为2.5V的小灯泡电功率的实验中，电路已部分连接，如图甲所示．

（1）在图甲中用笔画线代替导线，将实物图连接完整；
（2）在闭合开关前，滑片应移到B（A/B）端．小明正确连接电路，并按正确的步骤操作，闭合开关S，电压表和电流表示数分别为1V和0.1A，但是小灯泡几乎不亮，导致这一现象出现的原因是小灯泡的实际功率太小；
（3）移动滑动变阻器使灯泡正常发光．此时电流为图乙所示I=0.3A，小灯泡的额定功率为0.75W．此时滑动变阻器接入的阻值为11.7Ω（保留一位小数）．小明移动滑片，测出多组电流和电压值，分析数据后发现通过小灯泡的电流值与电压值不成正比，检查两电表均无故障，你认为可能的原因是灯丝的电阻跟温度有关，温度越高电阻越大．

Answer 1

分析 （1）根据灯的额定电压确定电压表量程，由图乙电流表选用量量程，注意两表的和变阻器的接法；
（2）在闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻最大；根据变阻器连入电路中的电阻最大分析；
（3）根据电流表的小量程读数，根据P=UI求灯的额定功率；根据欧姆定律和串联电路的特点求变阻器连入电路中的阻值；灯丝的电阻随温度的升高而变大．

解答 解：（1）灯的额定电压压为2.5V，电压表选用小量程，并联在灯的两端，电流表选用小量程，串联接入电路，滑动变阻器接线柱一下一上，如图所示；
（2）为保护电路元件，在闭合开关前，变阻器连入电路中的电阻最大，所以滑片应滑至B 端；闭合开关时，因变阻器连入电路中的电阻最大，所以电路中电流较小，灯两端的电压也较小，所以，小灯泡的实际功率太小而导致灯几乎不亮；
（3）电流表小量程分度值为0.02A，示数为0.3A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
灯正常发光时，变阻器分得的电压U_变=6V-2.5V=3.5V，变阻器连入电路中的阻值大小
R_变=$\frac{{U}_{变}}{I}=\frac{3.5V}{0.3A}$=11.7Ω；
灯丝的电阻随温度的升高而变大，灯丝的电阻不是一个定值，所以小明移动滑片，测出多组电流和电压值，分析数据后发现通过小灯泡的电流值与电压值不成正比；
故答案为：（1）如上图所示；（2）B；小灯泡的实际功率太小；
（3）0.3；  0.75；  11.7； 灯丝的电阻跟温度有关，温度越高电阻越大．

点评 本题测小灯泡的电功率，考查电路的连接、操作过程、灯的亮度的决定因素、电功率的计算、影响电阻大小的因素等知识，难度一般．