Question

3．如图是小兰“测量小灯泡的电功率”的实验原理图，电源电压恒为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω，各元件均完好．

	电压/V	电流/A	亮暗情况
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	较亮
3	2.5	0.28	亮

（1）小兰连接了如图甲所示的电路，闭合开关前，小明发现有一根导线连接错误，请你用笔在图中这根导线连接错误，请你用笔在图中这根导线上画“×”，并重新画一根正确连接电路的导线（导线不能交叉）．
（2）重新连好电路，试触开关时，小兰发现电流表无示数，电压表示数较大，其故障原因可能是灯泡断路．
（3）排除故障，闭合开关，小兰发现电压表示数如图乙所示，为了测出小灯泡的额定功率，他应该把滑动变阻器的滑片向a（选填“a”或“b”）端移动，根据实验中收集的数据可得灯泡的额定功率为0.7
W．
（4）分析表中数据及现象，得到的结论应是同一规格的小灯泡发光亮度与实际功率（选填“额定功率”或“实际功率”）有关．
（5）实验结束后，她与同学们还进行了讨论和交流：小明同学认为该实验可以用来“探究导体中的电流与电压的关系”，小英则认为必须把灯泡换成定值电阻才行，你认为小英的说法正确，理由是当温度变化时，小灯泡的电阻也会发生变化．

Answer 1

分析 （1）本实验中电压表应测灯泡两端电压，变阻器应一上一下串联入电路中，由此分析并修改电路的连接；
（2）电流表无示数，可能是电路发生断路，电压表的示数有较大示数，可是与电压表并联的电路发生断路；
（3）灯泡正常发光时的电压等于额定电压，由此根据串联电路的分压原理判断滑片的移动方向；由表格数据读出灯泡正常发光的电流，由P=UI计算其额定功率；
（4）灯泡的亮暗由其实际功率决定；
（5）电流与导体的电阻和电压有关，灯泡换成定值电阻，电阻一定，可以探究电流跟电压的关系；

解答 解：
（1）测量小灯泡的电功率中，变阻器应一上一下串联入电路中，电压表应并联在灯泡两端，修改电路连接如图所示：
；
（2）电流表的示数为零，则说明电路中可能发生了断路，电压表有较大示数，则说明电压表到电源两极间是通路，所以故障原因可能是与电压表并联的灯泡断路造成的；
（3）由乙图知，电压表使用0-3V量程，分度值0.1V，此时灯泡两端电压为1.6V，
要测量小灯泡的额定功率，要增大灯泡电压，由串联电路的分压原理知，需减小变阻器连入电路的电阻，即滑片向a端移动，直到灯泡两端电压为2.5V为止；
由图表格数据知，灯泡正常发光电流为0.28A，
所以灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
（4）由表格中数据知，灯泡两端的电压越大、通过的电流越大，由P=UI知，其电功率越大，灯泡越亮，可知同一规格的小灯泡发光亮度与实际功率有关；
（5）电流与导体的电阻和电压有关，探究电流与电阻或电压关系时应采用控制变量法．
灯泡换成定值电阻，能保持电阻不变，通过改变电压来改变电流能探究电流跟电压的关系；若用灯泡做此实验，温度变化时灯泡电阻也会变，所以不可以．
故答案为：（1）见上图；（2）灯泡断路；（3）a；0.7；（4）实际功率；（5）小英；当温度变化时，小灯泡的电阻也会发生变化．

点评 本题是测量小灯泡电功率的实验，考查了电路的连接、电路故障的分析、电表的读数、电功率的计算以及对控制变量法的应用，考查全面，应注重理解．