Question

12．小花在“測量小燈泡的電功率”實驗中，所選小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．
（1）如甲圖所示是她連接的實驗電路，由于手滑，有一根導線連接錯了．請你幫小花在錯誤的那根導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的連線．

（2）改正電路錯誤連接后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)接近4.5V，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）若實驗時小花組設計的實驗記錄表格如表，請指出表格設計欠妥的兩處：一是設計了電功率的平均值一欄；二是未測量實際電壓高于額定電壓的情況．

實驗序號	電壓/V	電流/A	電功率/W	燈的亮度	電功率的平均值/W
1	1.5
2	2.0
3	2.5

（4）故障排除、表格修訂后，小花組進行實驗，她們根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流-電壓關系圖象如上圖乙所示．由圖象可以判斷，小燈泡的額定功率為0.75W．
由圖象可知，燈泡中的電流與電壓不成正比，原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（5）將圖中的小燈泡更換成定值電阻，且電路連接完好，還可以完成的實驗是D
A．探究電流的磁場強弱與電流大小的關系    
B．探究電流與電阻的關系
C．探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系    
 D．探究電流與電壓的關系
（6）若小花組實驗時，電流表壞了，其余器材完好．老師取走了她們組的電流表，給她們又拿來了一個電壓表和一個定值電阻（R₀），請幫該小組設計出測量小燈泡電功率的電路，將對應的電路圖畫在圖丙方框內(nèi)．

Answer 1

分析 （1）電源、開關、電流表、燈泡、滑動變阻器要串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端；實物連接圖中，主要從電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法上考慮；
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，而電流表無示數(shù)，說明電路故障是斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩端相連，電壓表之外電路不存在斷路；
（3）實際電功率受實際電壓的影響，不同電壓下的電功率不同；
探究電功率與電壓的關系時，分別使燈泡兩端的電壓高于、等于、低于耳釘呢電壓；
（4）從圖象上查出額定電壓下的電流的值，由P=UI計算電功率．
要得出電流與電壓的正比例關系，需保持電阻值不變；
（5）已知電阻值，電路可測電阻兩端的電壓，流過電阻的電流，據(jù)此判斷可完成哪個實驗．
（6）沒有電流表，可以用電壓表和定值電阻來代替電流表，與燈泡串聯(lián)便可．

解答 解：（1）由圖1知，電壓表連線錯誤，燈泡右端接線柱與電壓表負接線柱相連，電路圖如圖所示：
．
（2）閉合開關，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)，燈不亮，故障可能是燈泡斷路．
（3）燈泡的實際功率與實際電壓有關，不同電壓下的功率不同，所以不能求不同電壓下的平均功率；
由表格中數(shù)據(jù)知，實驗只研究了實際電壓低于額定電壓的情況，沒有研究實際電壓高于額定電壓的情況；
（4）當電壓為額定電壓2.5V時，對應的電流值為0.3A，則電功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
由于不同電壓下燈絲的溫度不同，燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，所以電流與電壓不成正比；
（5）把小燈泡換成定值電阻后，電阻阻值R，已知，由電壓表可測出電阻兩端的電壓U，電流表可測流過電阻的電流，因此利用該電路可完成“探究電流與電壓的關系”關系實驗．
（6）電壓表與定值電阻并聯(lián)，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$，可充當電流表，然后與燈泡串聯(lián)，如圖所示：

故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）設計了電功率的平均值一欄；未測量實際電壓高于額定電壓的情況；（4）0.75；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大；（5）D；（6）見上圖．

點評 本題考查了實物圖的連接、電表量程的選擇和正確的使用、電路故障的判斷、電流表的讀數(shù)、電功率的簡單計算燈，要注意探究電流與電壓關系時應控制電阻的阻值不變和知道燈泡的電阻與溫度有關．