Question

3．学校实验室购买了一批规格为“2.5V  0.75W”的小灯泡，小明利用其中一只小灯泡做“测量小灯泡电功率”的实验：

（1）请你用笔画线代替导线，帮小明将图1中的电路连接完整，要求滑片P向右移动时，电压表的示数要变大；

次数	第一次	第二次	第三次
电压/V	2	2.5	2.8
电流/A	0.34		0.42

（2）小明连接完电路后闭合开关，发现电压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变．发生故障的原因可能是滑动变阻器同时接上面两个接线柱，或者灯泡断路．
（3）排除故障后，小明移动滑动变阻器的滑片P，将三次实验时电压表和电流表的示数记录到右表中；当电压表的示数为2.5V时，电流表示数如图2其读数为0.4A，此时小灯泡的电功率为1W；
（4）小明查看了小灯泡的说明书，了解到生产这批小灯泡钨丝的横截面积是一定的．分析实验数据，可推测这个小灯泡内钨丝的长度与合格产品相比是短了．（选填“长了”或“短了”）
（5）请写出小明在该实验操作过程中的一条注意事项：调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘．

Answer 1

分析 （1）本实验中，滑动变阻器应串联接入电路中，根据滑片P向右移动时，电压表的示数要变大确定其接线柱；
（2）根据电路故障现象分析电路故障原因．
（3）由图示电流表确定其分度值，读出其示数，由P=UI求出灯泡功率．
（4）根据实验数据应用欧姆定律求出灯丝实际电阻，根据灯泡额定功率与额定电压应用电功率变小公式求出灯泡电阻，根据两电阻值关系，分析答题．
（5）可从保护电路的角度，分析在该实验操作过程中的注意事项．

解答 解：
（1）测量小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器应串联入电路中，滑片P向右移动时，电压表的示数要变大（电压表测灯泡两端电压），说明滑动变阻器两端电压减小，由图可知应将其右下角接线柱接入电路中，如图所示：
；
（2）如果滑动变阻器同时接上面两个接线柱，或者灯泡断路，闭合开关，电压表压表的示数接近电源电压，反复移动滑动变阻器的滑片P，电压表的示数基本不变；
（3）由图1可知，电流表量程是0～0.6A，其分度值为0.02A，所以当电压表的示数为2.5V时，电流表示数为0.4A，灯泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
（4）根据I=$\frac{U}{R}$，由表中实验数据可得，灯泡电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.4A}$=6.25Ω；
而灯泡额定电压是2.5V，额定功率为0.75W，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，
灯泡正常发光时的电阻R′=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{0.75W}$≈8.3Ω，灯泡正常发光时的实际电阻小于理论值，因此灯丝电阻与合格产品相比短了；
（5）为了保护电路，开关闭合前应前变阻器的滑片移到最大值处；调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘．
故答案为：（1）见上图；（2）同时接上面两个接线柱；断路；（3）0.4；1；（4）短了；（5）调节滑动变阻器时，眼睛应注意观察电压表的表盘．

点评 本题考查了连接实物电路图、电路故障分析、电表读数、求电功率、判断灯泡是否合格、注意事项等问题，对电表读数时要先确定其量程与分度值，然后再读数．