Question

12．小星同学做“测量小灯泡额定功率”的实验，所用灯泡的额定电压是3.8V：

（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）小星在连接电路过程中开关应断开．
（3）小星正确连接电路闭合开关后，发现灯不亮，但是电压表有读数，则故障原因可能是灯泡断路（选填“短路”或“断路”）．
（4）排除故障后，小星发现电压表的示数为3V，他应该将滑动变阻器滑片向b端调，使电压表的读数为3.8V，电流表的读数如图2所示，则小灯泡的额定功率是1.52W．
（5）小明同学要利用上面的装置来测量一个标有“2.5V”字样的小灯泡的电阻，通过实验得到这个小灯泡的U-I关系图象，如图3所示．由图可知：当U₁=1.5V时，小灯泡的电阻R₁=7.5Ω，当U₂=2.5V时，小灯泡的电阻R₂=10Ω．根据图象可以得出的规律是：灯丝的电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程，滑动变阻器、灯泡串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意滑动变阻器的接法，滑动变阻器接上面的一个接线柱．
（2）连接电路过程中，开关应断开；
（3）灯不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外电路断路；电压表有读数，说明电压表与电源两极相连，电压表并联电路之外不存在断路，综合分析知灯泡断路．
（4）若灯泡两端的电压低于电源电压，则应减小滑动变阻器的阻值，使电阻两端的电压变大；
确定电流表的量程、最小分度值，读出电流表示数；根据公式P=UI求出灯泡的功率．
（5）根据图象确定U=1.5V、2.5V时的电流值，由公式R=$\frac{U}{I}$计算出电阻值，得出电阻的变化规律．

解答 解：（1）电压表并联在灯泡两端，灯泡额定电压是3.8V，电压表应选择0～15V量程，滑动变阻器串联接入电路，已接了下面一个接线柱，可再接上面任意一个接线柱，电路图如图所示：

（2）在连接电路过程中开关应断开；
（3）灯不亮，电压表有读数，则故障原因可能是与电压表并联的灯泡断路．
（4）电压表的示数为3V，低于额定电压，要使灯泡两端的电压达到3.8V，应减小滑动变阻器的阻值，将滑片向b端滑动；
由图2知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.4A，灯泡的功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（5）由图象知，当U=1.5V时，I=0.2A，则R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
当U′=2.5V时，I′=0.25A，则R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
由于灯泡两端电压的增高，使灯泡的实际功率变大，灯丝温度升高，由图知，灯丝的电阻也在增大，可知灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）断开；（3）断路；（4）b；1.52；（5）7.5；10；灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了连接实物图、电路故障分析、电流表读数、求灯泡的功率，是实验的常考内容；连接实物图时，要注意电压表的量程选择，注意滑动变阻器的接法，滑动变阻器接一上一下两个接线柱；对电流表读数时先确定电流表的量程、最小分度值，然后再读数．