Question

17．某小组想探究不同电压下小灯泡电功率的特点，实验室提供了下列器材：电池组（电压为4.5V恒定），额定电压2.5V的小灯泡（电阻大于8Ω）．电压表、电流表、开关各一只，规格不同的两个滑动变阻器“5Ω  1A”和“15Ω  2A”），导线若干．
（1）请用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整，是滑片P向A端移动时，小灯泡变暗．闭合开关前，滑片P应位于B端．（选填“A”或“B”）

（2）该小组完成了电路连接后，闭合开关，未移动滑片P时，发现小灯泡很亮；移动滑片P时，发现电流表示数变大，而电压表示数变小，则产生这两个异常现象的原因可能是闭合开关前滑片没有置于阻值最大处，电压表并联在滑动变阻器两端．经认真查改电路后，重新闭合开关，移动滑片P到三处不同位置，并在下面设计的表格中记录了对应电压值下电流表示数和灯泡的发光亮度，该小组将记录的数据绘制成了I-U图象如图乙，请结合图象将第1次实验测量的数据记录在表格中空白处．

实验 次数	灯泡两端的电压/V	通过灯泡的电流/A	灯泡 亮度	灯泡的功率/W	灯泡的平均功率/W
1	2.5	0.30	正常发光
2	1.5	0.24	较暗	0.36
3	3	0.32	较亮	0.96

（3）小灯泡的额定功率为0.75W，表格中不应该设计的一项内容为灯泡的平均功率．
（4）分析表中数据可得出的结论是灯泡亮度随灯泡实际功率的增大而变亮．（写出一条）
（5）实验结束后，整理器材时，该小组发现滑动变阻器的PB部分比DP部分热，这是因为PB部分与DP部分串联，PB部分电阻大于DP部分电阻（选填“大于”或“小于”），根据焦耳定律可知PB部分产生的热量较大．

Answer 1

分析 （1）根据题目要求确定滑动变阻器的接法，把灯泡与滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端．
（2）根据电路现象分析电路故障原因；由图示图象求出灯泡额定电压对应的电流，完成表格．
（3）由P=UI求出灯泡额定功率，灯泡在不同电压下的实际功率不同，求不同电压下实际功率的平均值没有意义．
（4）分析表中实验数据，根据灯泡亮度与实际功率的关系答题．
（5）应用焦耳定律分析答题．

解答 解：（1）是滑片P向A端移动时，小灯泡变暗，滑动变阻器接入电路的阻值变大，滑动变阻器应接A接线柱，把灯泡、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示．

为保护电路，闭合开关前，滑片P应位于B端．
（2）闭合开关，未移动滑片P时，小灯泡很亮，说明灯泡实际功率很大，电路电流很大，电路电阻很小，可能是闭合开关前滑片没有置于阻值最大处造成的；移动滑片P时，电流表示数变大，说明电路总电阻减小，滑动变阻器接入电路的阻值减小，此时滑动变阻器分压减小，灯泡两端电压变大，电压表示数变小，说明电压表并联在滑动变阻器两端；灯泡在额定电压下正常发光，由图示图象可知，灯泡额定电压2.5V对应的电流为0.30A．
（3）灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；灯泡在不同电压下的实际功率不同，求灯泡不同电压下实际功率的平均值没有意义．
（4）由表中实验数据可知，灯泡实际功率越大，灯泡越亮．
（5）由Q=I²Rt可知，电流与通电时间相等时，电阻越大，产生的热量越多；滑动变阻器的PB部分比DP部分热，这是因为PB部分与DP部分串联，PB部分电阻大于DP部分电阻．
故答案为：（1）如图所示；A；（2）闭合开关前滑片没有置于阻值最大处，电压表并联在滑动变阻器两端；2.5；0.30；（3）0.75W；灯泡的平均功率；（4）灯泡亮度随灯泡实际功率的增大而变亮；（5）大于．

点评 本题考查了连接实物电路图、实验注意事项、电路现象分析、实验数据分析；灯泡在额定电压下正常发光，由图示图象求出额定电压对应的电流，然后由P=UI可以求出灯泡额定功率．