Question

1．小明和小华合作做“测小灯泡的额定功率”实验时，有以下一些器材：已知额定电压为2.5V小灯泡，灯丝电阻大约9Ω，干电池两节，电流表（0～0.6A，0～3A），电压表（0～3V，0～15V），滑动变阻器（15Ω，1.5A），开关、导线若干．
（1）如图所示是小明同学连接不完整的实验电路，请你用笔画线代替导线帮他将图中为连接好的部分连接好，要求：电压表、电流表选择合适的量程，滑动变阻器的滑片向右移动时连入电路的阻值变大；
（2）小明接好电路后，闭合开关，电路中出现了一些不正常现象，请你用笔画线将左侧故障和右侧合理解释连起来：

（3）在排除故障、电路连接正确后，测得如下数据：

实验次数	灯泡两端电压U/V	通过灯丝电流I/A	功率/W
1	2.0	0.23	0.46
2	2.5	0.28	0.70
3	2.8	0.30	0.84

小明计算了小灯泡的额定功率为：P=（P₁+P₂+P₃）÷3=0.67W，
而小华计算的小灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.28A=0.70W
你认为谁的做法对？小华；
（4）小明和小华分析表中数据后发现：当灯丝两端电压改变时，灯丝电阻也在改变，你认为引起灯丝电阻变化的原因是温度．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，根据欧姆定律求出灯泡额的电流的大约值确定，滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，滑动变阻器的滑片向右移动时联入电路的阻值变大，说明左下方接线柱必须接入电路中；
（2）①灯泡发光较暗，说明电路电流较小，电路电阻较大，移动滑动变阻器滑片不能改变小灯泡的亮暗程度，说明滑动变阻器不能改变电路电阻，滑动变阻器接下面两个接线柱．
②小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数，可能是电路断路或电流表短路；电压表有示数，说明电压表与电源两端相连接，电压表并联电路之外不存在断路，且与电压表并联电路无短路现象，综合分析可知灯泡不亮的原因是灯泡断路；
③小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表示数不为零，电路不存在断路；电压表示数为零，电压表并联电路短路或电压表并联电路之外电路断路；综合分析可知，电路故障是灯泡短路．
（3）不同电压下灯泡的电功率不同，而额定功率是指额定电压下的功率；
（4）从温度对电阻的影响分析随灯丝两端电压增大，灯丝电阻也改变的原因．

解答 解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联；
根据欧姆定律可得，灯泡额的电流的大约值I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{9Ω}$≈0.28A＜0.6A，所以电流表的量程为0～0.6A，且与灯泡串联；
滑动变阻器的左下方和任意上方接线柱接入电路中，如下图所示：

（2）①小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的CD两端点接入连入了电路中；
②小灯泡始终不亮，电流表无示数，且电压表有示数，则故障的原因可能是灯泡断路；
③小灯泡不亮，电流表示数较大，电压表示数为零，可能小灯泡处短路；
故连线如下：

（3）不同电压下灯泡的实际功率不同，额定功率是指额定电压下的功率，不能取不同电压下灯泡实际功率的平均值，故小华的计算方法正确；
（4）由表中实验数据知：随灯丝两端电压的增大，流过灯泡的电流变大，灯泡实际功率P=UI变大，灯泡温度升高，灯丝电阻变大，这表明：灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：
（1）如上图所示；（2）如上所示；（3）小华；（4）温度．

点评 本题考查了实物图的连接和额定功率计算的方法以及灯丝电阻与温度的关系，关键是会根据灯泡的额定电压确定电压表的量程、根据灯泡的额的电流确定电流表的量程．分析电路故障时，要根据故障现象考虑各种可能的故障原因，最后综合分析确定故障原因．