Question

1．如圖所示，小明在進行“測量小燈泡電功率”的實驗，他已連接了部分電路．已知電源電壓恒為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V．

實驗次數(shù)	電壓表示數(shù)U/V	電流表示數(shù)I/A
1	2.0	0.17
2	2.5	0.20
3	3.0	0.22

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖示電路連接完整；
（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則出現(xiàn)故障的原因是燈泡短路；
（3）故障排除后，小明將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中，則燈泡的額定功率是0.5 W；當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器接入電路的電阻為2.5Ω；由實驗數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)通過燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比關(guān)系，這是由于燈絲的電阻隨溫度的變化而改變（或燈絲的電阻受溫度的影響，其他合理的即可）；
（4）小明通過實驗發(fā)現(xiàn)燈泡當(dāng)U_實際=$\frac{1}{2}$U_額定時功率P₁大于I_實際=$\frac{1}{2}$I_額定時的功率P₂，引起這一現(xiàn)象的原因是由于燈絲的電阻隨溫度的下降而減小，當(dāng)實際電壓是額定電壓一半時實際電流比額定電流一半要大．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，要接一上一下；
（2）電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)，與電壓表并聯(lián)的電路短路；
（3）確定額定電壓時的電流，根據(jù)P=UI計算出額定電功率；
根據(jù)R=$\frac{U}{I}$計算出變阻器的電阻值；
燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，電流與電壓成正比的前提條件是，電阻不變；
（4）根據(jù)燈絲電阻與溫度的關(guān)系，分析出電壓和電流減小的倍數(shù)關(guān)系得出結(jié)論．

解答 解：（1）滑動變阻器串聯(lián)在電路中，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，如圖所示：

（2）小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，與與電壓表并聯(lián)的燈泡短路；
（3）由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)U=2.5V時，I=0.20A，則額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
滑動變阻器的電阻R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V-2.5V}{0.2A}$=2.5Ω；
由于燈絲電阻隨溫度的變化而變化，通過燈泡的電流與其兩端的電壓不成正比關(guān)系；
（4）由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，當(dāng)電壓值降低為原來的一半時，由于此時電阻減小，所以此時的電流會大于額定電流的一半，此時的電功率會大于額定電流一半時的電功率．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡短路；（3）0.5；2.5；燈絲的電阻隨溫度的變化而改變（或燈絲的電阻受溫度的影響，其他合理的即可）；（4）由于燈絲的電阻隨溫度的下降而減小，當(dāng)實際電壓是額定電壓一半時實際電流比額定電流一半要大．

點評 本題考查了連接實物電路圖、實驗故障分析、溫度對燈絲電阻的影響、歐姆定律的應(yīng)用及電功率的計算，（4）分析起來比較抽象，關(guān)鍵是能夠分析出電壓和電流的變化關(guān)系．