Question

4．在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）请你用笔画线代替导线，将图a中的实物电路连接完整．

（2）该同学在开关闭合后，发现电压表、电流表均有示数，但小灯泡不亮，经检查，电路连接无误，各元件完好，为了能使小灯泡发光，下一步应进行的操作是C
A．更换一相同规格的小灯泡B．检查电路是否断路
C．移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光
（3）正常进行实验，有关记录在表中：
①该同学观察到灯的亮度变化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你认为，根据他观察的现象和实验数据分析，可得出一些什么结论呢？灯的实际功率越大，灯越亮（或灯的电压越大，灯越亮，其它合理即可）（写出一条即可）．

实验次数	1	2	3
电压（V）	2.20	1.50	2.50
电流（A）	0.18	0.16

②由于粗心大意，该同学没有记录灯泡正常发光时电流表的示数，于是他根据第一次实验数据计算出灯泡电阻
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω，再计算出灯泡两端电压为2.5V时的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．
请你对宇计算额定功率的方法作出评价：则灯泡的额定功率＜0.625W（＞/＜/=），原因是灯丝的电阻随温度升高而变大．

Answer 1

分析 （1）由小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，根据欧姆定律求出灯正常工作时的电流大小确定电流表量程；
（2）根据：为保护电路，变阻器滑片移动到阻值最大处分析；
（3）①根据P=UI求出灯的实际功率，比较得出结论；
②第一次实验数据计算出灯泡电阻R=10Ω，当灯泡两端电压增大到额定电压时，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，此时R_额定＞10Ω，根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$比较功率的大小．

解答 解：（1）小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω，灯正常发光时电流大小I=$\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选用小量程与灯串联，如下所示：

（2）发现电压表、电流表均有示数，说明电路为通路，但小灯泡不亮，说明电路中电流过小，因连接电路时，为保护电路，变阻器滑片移动到阻值最大处，故移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光；
选C；
（3）①由图c知，灯的电压为2.5V时，通过的电流为0.2A，灯的额定功率P_L=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W，随电压的增大，灯的实际功率也增大，结合题目条件可得出：灯的实际功率越大，灯越亮（或灯的电压越大，灯越亮，其它合理即可）；
②第一次实验数据计算出灯泡电阻R=10Ω，当灯泡两端电压增大到额定电压时，通过过灯的电流也增大，根据P=UI灯的功率也增大，灯丝温度升高，灯丝电阻增大，此时R_额定＞10Ω，
根据P=UI=$\frac{{U}^{2}}{R}$有，P_额定=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{额定}}$＜P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．
所以灯泡的额定功率小于0.625W；
故答案为：（1）如上所示；
（2）C；
（3）①灯的实际功率越大，灯越亮（或灯的电压越大，灯越亮，其它合理即可）；②＜；灯丝的电阻随温度升高而变大．

点评 本题测定小灯泡电功率，考查电路的连接、常见现象的分析、数据的处理、影响电阻大小的因素及灯亮度的决定因素，要准确掌握．