Question

5．在测量小灯泡电功率的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡的额定电压为2.5V，小灯泡正常发光时的电阻约为10Ω．

①请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．要求：当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大；连线不得交叉．
②小红同学按同一电路连接好最后一根导线，灯泡立即发出明亮耀眼的光，并很快熄灭，检查后发现连线正确，请你找出她在实验中两个操作不当之处是：连接电路时未断开开关，未将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处．
③小明同学闭合开关，移动滑片P到某一位置时，电压表示数（如图乙所示）为2.2V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑动变阻器的滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
④小明同学继续移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的I-U关系图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，还可以得出：小灯泡的实际功率随实际电压的增大而增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析 ①在测量小灯泡电功率的实验中，电流表、灯泡、滑动变阻器以及开关串联连接，根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值，然后确定电流表的量程，并将电流表与灯泡串联；将滑动变阻器与开关串联，当滑动变阻器的滑片向左移动时，连入电路的电阻变大，因此将滑动变阻器的右下接线柱连入电路；
②连接实物电路时，为保护电路，注意两点：一是开关要断开；二是滑动变阻器的滑片要移到最大阻值处．
③根据电压表量程、分度值以及指针的位置读出电压表示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系，结合串联电路分压的特点判断滑片的移动方向；
④由图象求出灯泡额定电压对应的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率；根据灯泡电流随电压的变化关系，由P=UI判断灯泡实际功率如何随电压变化．

解答 解：①灯泡的额定电流大约为：I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，因此电压表选择0～0.6A的量程；将电流表的0.6A接线柱与灯泡的左接线柱相连；将滑动变阻器的B接线柱与开关的右接线柱相连，如下图所示：

②连接好最后一根导线，灯泡立即发光，说明在连接电路过程中开关没有断开；发出明亮耀眼的光并很快熄灭，说明电路中的电流太大了，把灯丝烧断了，这是由于滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处造成的．
③由电路图可知，电压表量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表示数是2.2V，小于灯泡额定电压2.5V，要使灯泡正常发光，需减小滑动变阻器两端电压，因此需减小滑动变阻器接入电路的阻值，故将滑片向B端移动，直到电压表的示数为2.5V为止；
④由I-U图象可知，灯泡额定电压2.5V所对应的电流是0.2A，
灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；由I-U图象可知，
随灯泡电压的增大，灯泡电流增大，灯泡实际功率P=UI增大．
故答案为：①如图；②连接电路时未断开开关；未将滑动变阻器滑片滑到阻值最大处；③2.2；B；④0.5；增大．

点评 本题通过测量电功率的实验考查实物电路的连接、电路故障的判断、电压表的读数、串联电路的分压作用及额定功率的计算，同时还考查了学生对图象的分析和处理能力．