Question

8．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小明同学连接的实物电路如图甲所示，其中小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1W．

（1）同组同学在检查线路时，发现有一根导线连接错误，请你在图中用“×”标出这根导线，并画出改接后的导线（不能与其他导线交叉）．
（2）电路错误改正后，将滑动变阻器的滑片移至A端，闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近3V，出现这种现象的原因可能是小灯泡断路．
（3）排除故障后，再闭合开关，移动滑动变阻器滑片，当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图乙，则灯泡的额定功率为0.75W．
（4）小明分析，当灯泡两端电压为额定电压的一半时，灯泡的功率应为额定功率的四分之一．但是当他用实验验证自己的想法时，得到的结论却表明他的分析有误．请问：你觉得小明的分析结论对吗？为什么？

Answer 1

分析 （1）本实验中，电压表测灯泡两端电压，应与灯泡串联，电流表应串联在电路中，由此分析并改接电路；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，电流表无示数，电压表的示数接近3V，说明电路中几乎无电流，电压表能与电源相通，故是灯处断路了；
（3）根据电流表的量程和分度值读出灯泡正常发光的电流，由P=UI计算灯泡的额定功率；
（4）根据灯泡电阻受温度影响分析说明．

解答 解：
（1）测量小灯泡电功率的实验中，电压表测灯泡两端电压，应与灯泡串联，电流表应串联在电路中．由甲图可知，电压表串联在电路中，电流表与灯泡并联了，由此修改电路如图所示：
；
（2）当闭合开关后，灯不亮，电流表无示数，说明发生了断路，而电压表有示数，说明电压表能与电源相通，故障原因可能是小灯泡断路；
（3）由图乙可知，电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A，灯的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，不同电压下的电阻不同，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知小明分析是不对的．
故答案为：（1）见上图；（2）小灯泡断路；（3）0.75；（4）不对；因为灯丝的电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了测灯功率的实验的电路的连接、故障的判断及功率的计算．灯处断路的原因不唯一，还可能是灯泡接线不良．同时考查了灯丝电阻与温度的关系，这些都是实验中容易忽略的问题，要注意．