Question

11．在測量額定電壓為2.5V的小燈泡電功率的實驗中，電路已部分連接，如圖甲所示．

（1）連接電路時開關應斷開，電壓表的量程應選0～3 V．閉合開關前，圖中滑動變阻器的滑片P應位于A（選填“A”或“B”）端．
（2）請你用筆畫線代替導線，將圖甲中的電壓表接在燈泡兩端．
（3）正確接入電壓表后閉合開關，發(fā)現燈泡不亮，電流表無示數，電壓表示數等于電源電壓，其故障可能是燈絲斷路．
（4）排除故障后，移動滑片P到某一位置時，電壓表示數如圖乙所示，若要測量小燈泡的額定功率，應將滑片P向B（選填“A”或“B”）端移動，使電壓表的示數為2.5V．
（5）移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I-U圖象，根據圖象信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.75W．
（6）用圖甲電路還可測量燈泡的電阻，當小燈泡正常發(fā)光時的電阻是8Ω（取整數）．
（7）你觀察丙圖會發(fā)現，小燈泡兩端電壓分別為1V、1.5V、2.5V時，小燈泡燈絲的電阻相同嗎？不相同（填“相同”或“不相同”），造成這種現象的原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，開關應處于斷開狀態(tài)．由燈泡的額定電壓，確定電壓表的量程．
（2）圖中還有電壓表沒有接入電路，要從電壓表的量程、連接方式、正負接線柱上考慮．
（3）燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路，
燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0．
（4）讀出電壓表示數為2.2V，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小．
（5）從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據P=UI計算額定功率．
（6）知道燈泡的額定電壓和電流，可以求出燈泡的電阻．
（7）分別計算小燈泡兩端電壓分別為1V、1.5V、2.5V時的電阻，然后可知燈絲溫度不同電阻不同，這是因為燈絲的電阻與溫度有關．

解答 解：（1）為保護電路，連接電路時，開關要斷開，閉合開關前滑片P應處于連入阻值最大處（A端），燈泡的額定電壓為2.5V，電壓表要選擇0～3V量程，
（2）電壓表并聯在燈泡兩端，電流從正接線柱流入，從負接線柱流出．如圖．  
 
（3）燈泡不亮，電流表無示數，電路斷路，燈絲斷路時，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓，電壓表示數等于電源電壓．
（4）電壓表使用0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為2.2V．
要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動，使電壓表的示數為2.5V．
（5）從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.3A，
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（6）知道燈泡額定電壓和電流，還能計算燈泡電阻．
燈泡正常工作時電阻：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8Ω．
（7）由圖象可知，當U₁=1V，I₁=0.2A，當U₂=1.5V時，I₂=0.25A，當U₃=2.5V時，I₃=0.3A，
則由I=$\frac{U}{R}$可得，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1V}{0.2A}$=5Ω，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6V，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8Ω，
由計算結果可知，小燈泡燈絲的電阻不相同；原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）如上圖；（2）燈絲斷路；（3）B；2.5；（4）0.75；（5）0.75；（6）8；（7）不相同；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了實物圖的連接，電壓表的讀數，故障問題，功率計算，從圖象獲取信息的能力，最近兩年從圖象中獲取信息頻頻出現，一定要掌握這種能力．