Question

7．在“测量小灯泡的电功率”实验中，小华选用如下器材：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关和导线．如图甲所示是他没有连接完整的电路：
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表有示数，电流表的示数为零，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是灯泡处断路了．

（3）排除故障后，小华通过正确的操作，得到多组I、U数据，作出如图乙所示的I-U图象，由图可知，灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.26A，灯泡的额定功率为0.65W．我们还发现，灯丝的电阻是变化（选填“不变”或“变化”）的，原因是灯丝电阻受到温度的影响．
（4）根据第（1）问中连接好的电路，排除第（2）问中的故障，开关闭合后，移动变阻器滑片，能否实现灯泡两端的电压从零连续变化到2.5V？
答：不能（选填“能”或者“不能”）；其理由是：小灯泡有电阻会分压，其两端电压不会为零，因此不能从零连续变化到2.5V．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压和功率求出电流，从而判定电流表的量程，滑动变阻器采用一上一下的接法．
（2）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路；电流表指针不动，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，与电压表并联的小灯泡之外不存在断路；综合分析可知，电路故障是灯泡断路；
（3）根据额定功率的定义，找出额定电压下的电流，根据P_额=U_额I计算额定电功率的大小；灯泡电阻随温度升高而增大；
（4）滑动变阻器与灯泡串联，从灯泡有电阻这一角度分析．

解答 解：（1）灯泡正常工作时的电流为：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，所以电流表的量程为0-0.6A，滑动变阻器采用一上一下的接法；实物图为：
；
（2）闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因是灯泡断路；
（3）由图乙知，灯额定电压2.5V对应的电流为0.26A，所以灯泡的额定功率为：P_额=U_额I=2.5V×0.26A=0.65W；随灯丝两端电压增大，灯丝的实际功率变大，则灯丝的温度升高，并且电压与电流的比值增大，即灯丝电阻增大，由此可知，灯丝电阻随灯丝温度的升高而增大；
（4）由题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，闭合开关时，滑动变阻器连入阻值为其最大值，因为灯泡有电阻，灯两端分得的电压最小，但不能为0，所以不能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V．
故答案为：（1）如图示；（2）灯泡处断路了；（3）0.26； 0.65；变化；温度；（4）不能；小灯泡有电阻会分压，其两端电压不会为零，因此不能从零连续变化到2.5V．

点评 此题考查电功率的测量，考查了实验电路的设计、小灯泡电功率实验中常见的故障分析，电功率的计算等，串联电路分压原理的理解，对学生的综合分析能力要求比较高．