Question

19．在测量额定电压为2.5V小灯泡功率的实验中，小明设计了如图1所示的电路，其中电源电压恒为6V．

（1）为保护电路，在连接器材时，开关应断开，滑动变阻器的滑片应移到b端（选填“a”或“b”）．
（2）闭合开关后，小明发现小灯泡不亮，电流表的指针无明显偏转，而电压表的示数接近6V．经检查，电路连接无误．其故障时小灯泡断路．
（3）故障排除后，当滑动变阻器的滑片移至某一位置时，电压表的示数如图2所示，则此时小灯泡两端的电压时1.1V；若要测量小灯泡的额定功率，应将滑片向a端调节（请根据电路图，选填“a”或“b”）．
（4）根据测量得到的多组实验数据，小明作出了小灯泡的I-U图象，如图3所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．小明还发现了小灯泡中的电流与其两端的电压不成正比，这是因为灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）连接电路时，为了避免电路元件受损，开关要断开；闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．
（2）小灯泡不亮、电流表无示数说明电路中有断路，再根据电压表的示数判断出电路具体故障的位置．
（3）根据电流表的量程和分度值确定电表的示数，根据电压表的示数与灯泡额定电压间的关系以及串联电路分压的特点判断滑片的移动方向，直到电压表示数等于灯泡额定电压为止．
（4）根据图象读出灯泡两端电压为额定电压时通过灯泡的电流，然后利用P=UI求出灯泡的额定功率；
灯丝的电阻随温度的变化而变化．

解答 解：（1）为保护电路，在连接电路时，开关应处于断开状态；闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即b端；
（2）小灯泡不亮、电流表无示数说明电路故障为断路；电压表示数接近电源电压6V，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，因此电路故障为灯泡断路；
（3）根据图2可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.1V，小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光应向a移动滑动变阻器滑片P，使滑动变阻器接入电路的阻值变小，灯泡两端电压增大，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止．
（4）根据图3可知，当灯泡两端电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.25A，则灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，因此小灯泡中的电流与其两端的电压不成正比．
故答案为：（1）断开；b；（2）断路；（3）1.1；a；（4）0.625；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了测量小灯泡电功率的实验，涉及实验注意事项、电路故障的判断、电压表的读数、串联电路的分压作用、额定功率的计算，同时还考查了学生对图象的分析和处理能力，本实验需要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化以及控制变量法的应用．