Question

2．小明做测定“小灯泡的电功率”实验时，所用器材有电压为6V的电源，额定电压为1.5V的小灯泡，以及符合实验要求的滑动变阻器、电表、开关和导线．

（1）小明连好电路闭合开关，移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，但电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是小灯泡断路．（写出一种即可）
（2）排除故障后，小明通过移动滑片P，分别记下了多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制成了图乙所示的U-I图象．根据图象提供的信息，可以计算出小灯泡的额定功率是0.225W，当加在小灯泡两端的电压为2.5V时，小灯泡的电阻是12.5Ω．
（3）小明对图乙所画的图象产生了困惑，根据欧姆定律，在电阻不变时，电流与电压成正比，所连成的线应是一条直线，而实际却不是这样，请你替小明解释一下．你的解释是灯丝的电阻与温度有关．

Answer 1

分析 （1）电流表无示数，电路断路；灯泡不亮，灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电压表有示数，电压表与电源两极相连，电压表并联之外电路无断路，由此分析可得故障原因．
（2）由图象读出额定电压下对应的电流，由P=UI求出功率；由图象读出电压2.5V对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻．
（3）灯泡亮度不同，灯的功率不同，灯丝温度不同电阻不同，这是因为灯丝的电阻与温度有关．

解答 解：
（1）移动变阻器滑片P，发现小灯泡始终不亮，电流表无示数可能是电路出现断路了，电压表有示数，说明电压表到电源之间是通路，则故障的原因可能是小灯泡断路．
（4）由图象知：灯的额定电压U=1.5V时，对应的电流I=0.15A，
所以灯泡的额定功率P=UI=1.5V×0.15A=0.225W；
由图象知电压U'=2.5V，对应的电流I'=0.2A，由欧姆定律可得，此时灯泡电阻：
R'=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.2A}$=12.5Ω．
（3）导体电阻随温度变化而变化，灯泡亮度不同，电阻不同，原因是：灯丝的电阻与温度有关．
故答案为：（1）小灯泡断路；（2）0.225；12.5；（3）灯丝的电阻与温度有关．

点评 本题考查的是电路故障分析、功率和电阻的计算．从图象读出灯泡在不同电压下对应的电流是解题关键．还要知道导体电阻与导体材料、长度、横截面积有关，导体的电阻还受温度的影响．