Question

3．在“测量小灯泡电功率”实验中，测定小灯泡的额定功率和不在额定电压下的功率，加以比较，小组同学研究后连接的部分实物电路如图所示．图中电源电压恒定，小灯泡上只能看到“2.5V”字样．

（1）请你用笔画线代替导线，将实物电路图1连接完整并根据实物图，画出电路图．
（2）小伟同学要测量小灯泡电功率，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于哪一端？估计小灯泡的额定功率为1W左右，连接电表时应选择哪个量程，说明理由．I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故电流表的量程为0-0.6A
（3）按照上述要求正确选择后，闭合开关发现小灯泡不发光，电流表、电压表均有示数，请你说明小灯泡不发光的根本原因灯泡的实际功率小．
（4）该小组同学能够根据实验中记录的数据，画出了小灯泡电流随其两端电压变化的关系图象，请你根据图2中的信息和实验中看到小灯泡发光的情况，总结出一条重要结论？（写出分析处理数据得出结论的过程）

Answer 1

分析 （1）电压表量程的选择由灯泡的额定电压确定和滑动变阻器一上一下的接；
（2）连接电路时，开关始终断开，闭合开关前，滑动变阻器移至阻值最大处，根据I=$\frac{P}{U}$算出电流，选出电流表的量程；
（3）灯泡不亮、电流表、电压表都有示数，说明电路没有出现断路，由此可得出故障所在．
（4）通过计算出的功率，得出灯泡的亮度取决于灯泡的实际功率，实际功率越大，灯泡越亮．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，电压表选择0～3V量程，电压表与灯泡并联，滑动变阻器一上一下的接，如图．

（2）在连接电路时，开关应断开，滑动变阻器的滑片位于阻值最大处，即最左端．
根据I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故电流表的量程为0-0.6A；
（3）灯泡不亮，电流表、电压表都有示数，说明电路是通路，但灯泡不发光根本原因是滑动变阻器的阻值太大，灯泡的电阻太小，实际功率太小，小于小灯泡的发光功率；
（4）由图象知：小灯泡的电功率为：P₁=U₁I₁=2V×0.28A=0.56W
P₂=U₂I₂=2.5V×0.30A=0.75W；
P₃=U₃I₃=3V×0.31A=0.93W；
因为3V2＞.5V＞2V，0.93W＞0.75W＞0.56W，所以P₃＞P₂＞P₁，故结论为：实际电压大于额定电压，实际功率大于额定功率．
故答案为：（1）见上图；（2）最左端；I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，故电流表的量程为0-0.6A；（3）灯泡的实际功率小；（4）见上分析

点评 本题综合考查仪表量程的选择、连接实物电路、故障分析、实验注意事项以及功率的计算等知识点；会从分析数据得出灯泡亮度与灯泡的实际功率有关，这种形式不但考查了学生掌握知识的情况，同时也考查了学生对数据处理的能力．