题目内容

10．某同学做“测量一个小灯泡的功率”的实验，所用灯泡的额定电压是2.2V．

（1）如图1是他实验的电路，但连接不完整，请你帮他完成电路的连接．
（2）在连接电路过程中，开关要断开，滑动变阻器的阻值调到阻值最大处．
（3）当电路正确连接后，调节滑动变阻器，发现电流表无示数，电压表有较大示数，分析其原因可能是灯泡断路．
（4）纠正电路中的错误后，移动滑动变阻器，使小灯泡发光，此时电流表、电压表的示数如图2甲、乙所示，电路中的电流是0.5A，小灯泡两端的电压是2.5V，此时小灯泡的功率为1.25W；小灯泡的电阻为5Ω．
（5）实际实验的有关记录与计算如表：
实验次数123
电压（V）2.201.502.50
电流（A）0.220.160.24
功率（W）0.4840.240.60
该同学注意到灯的亮度变化时：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮结论．
（6）他还注意到，这个实验记录也可以用来计算灯丝的电阻，并完成了有关计算如下表格：
实验次数123
电压（V）2.201.502.50
电流（A）0.220.160.24
灯丝电阻（Ω）10.009.3810.42
这位同学有些纳闷儿：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么三次计算的灯丝电阻却不一样呢？请你对此作出可能性的解释：灯丝电阻受温度影响，灯丝电阻随温度升高而增大．

分析 （1）根据伏安法测功率的实验原理连接实物电路图．
（2）为保护电路，连接电路时应断开开关，闭合开关前滑片应置于阻值最大处．
（3）常见的电路故障有断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因．
（4）根据图示电表确定其量程与分度值，读出其示数，应用P=UI可以求出灯泡功率，应用欧姆定律求出灯泡电阻．
（5）分析表中实验数据，根据灯泡亮度与实际功率的关系分析答题．
（6）灯丝电阻受温度影响，分析表中实验数据然后答题．

解答 解：（1）把灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，灯泡额定电压为2.2V，电压表选择0～3V量程，实物电路图如图所示：

（2）为保护电路安全，在连接电路过程中，开关要断开，滑动变阻器的阻值调到阻值最大处．
（3）电流表无示数，电路存在断路或电流表发生短路，电压表有较大示数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外电路不存在断路，则与电压表并联的灯泡断路．
（4）由图2甲所示电压表可知，其量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.5V，由图2乙所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A，则电路中的电流是0.5A，小灯泡两端的电压是 2.5V，此时小灯泡的功率P=UI=2.5V×0.5A=1.25W；小灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.5A}$=5Ω．
（5）由表中实验数据可知，随灯泡实际功率的增大，灯泡亮度增加，由此可知：灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮．
（6）由于灯丝电阻受温度影响，随温度升高而增大，灯丝电阻不是定值，因此三次实验测出的灯丝电阻阻值不同．
故答案为：（1）如图所示；（2）断开；阻值最大处；（3）灯泡断路；（4）0.5；2.5；1.25；5；（5）灯泡亮度由灯泡的实际功率决定，灯泡实际功率越大，灯泡越亮；（6）灯丝电阻受温度影响，灯丝电阻随温度升高而增大．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路故障分析、电表读数、实验数据分析，是实验的常考问题，一定要掌握；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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（2）当S1、S2都闭合时，电流表示数？
18．下面关于温度的说法中，正确的是（　　）
A．任何气压下冰水混合物的温度都是0℃
B．任何气压下沸水的温度都是100℃
C．我们凭感觉判断物体的冷热也是可靠的
D．温度是用来表示物体冷热程度的物理量
5．如图是甲、乙两物质熔化时温度随时间变化的图象，根据图象所获得的信息，下列描述正确的是（　　）
A．物质甲是晶体B．物质乙是晶体
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2．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）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，电压表示数为0，电流表指针偏转较大，出现此现象的原因可能是灯泡短路．
（3）排除故障后，闭合开关进行实验，移动滑动变阻器的滑片P，眼睛应始终注视电压表的示数，当电压表示数为2V，为了能测量出小灯泡的额定功率，必须将滑片P向A（填“A”或“B”）端移动，测得的数据如图乙所示，则小灯泡的额定功率为0.5W．
（4）小明根据测量小灯泡实际功率的多组实验数据，作出了I-U图象，如图乙所示．结果发现图象不是直线，这表明通过小灯泡的电流与其两端的电压不成（填“成”或“不成”）正比，这是因为灯泡电阻受温度影响．
19．如图所示是测额定电压为2.5V灯泡的额定功率的电路图．
（1）a是电压表，b是电流表．
（2）按电路图连接好电路，测量前，开关应断开，滑片P应滑到B点．
（3）如果小灯泡的阻值约为10Ω，电源由两节干电池串联组成，电流表有量程0～0.6A、0～3A两挡，电压表量程为0～3V和0～15V两个挡，那么电流表量程应选0～0.6A挡，电压表量程应选0～3V挡．
（4）闭合开关，发现小灯泡两端电压只有1.8V，滑动变阻器的滑片P应向A端移动，才能使电压表示数为2.5V，此时灯泡实际功率就是额定功率．
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