Question

14．張皓同學(xué)做“測定小燈泡電功率”的實驗，設(shè)計的電路圖如圖甲所示，所選用的電壓表有0～3V和0～15V兩個量程，小燈泡所標示的額定電壓為2.5V．

（1）本實驗中電壓表應(yīng)選用0～3V量程；
（2）張皓同學(xué)按甲圖連好電路如圖乙所示，閉合開關(guān)前，他應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最左（選填
“左”或“右”）端；
（3）接著檢查電路連接，他發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線連接錯了，請你在圖乙中應(yīng)改動的導(dǎo)線上打“×”，并用筆
畫線代替導(dǎo)線畫出正確的接法；
（4）改正連接后，他閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為0，移動滑動變阻器的
滑片P可以改變電流表的示數(shù)，那么電路的故障原因是燈泡短路；
（5）排除故障后進行實驗，他根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)，畫出了小燈泡的電流隨電壓變化的圖象如圖丙所示，由圖象可知小燈泡的額定功率是0.75W；
（6）由步驟（5）知小燈泡的電流隨電壓變化的圖象不是一條直線，他結(jié)合實驗過程分析得知，形成這種情
況的原因是燈泡的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電源電壓為兩節(jié)干電池可判斷電壓表選擇的量程；
（2）實驗前滑動變阻器的滑片應(yīng)置于最大阻值處；
（3）電壓表應(yīng)測量燈泡兩端的電壓，據(jù)此找出實物圖中的錯誤并改正；
（4）電流表有示數(shù)，說明電路為通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)的部分短路，據(jù)此判斷；
（5）額定功率為小燈泡在額定電壓下的功率，從圖象中讀出數(shù)據(jù)，利用公式P=UI進行計算；
（6）從燈泡電阻的變化可解釋圖象為什么不是一條直線．

解答 解：（1）由圖可知，電源電壓為兩節(jié)干電池，所以電壓不超過3V，則電壓表可選擇0～3V量程；
（2）閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑片P移到滑動變阻器的最大阻值處，即圖中的左端；
（3）電壓表應(yīng)測量燈泡兩端的電壓，圖中接在了燈泡和變阻器的兩端，故改正如下．

（4）電流表有示數(shù)，說明電路為通路，電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)的部分短路，即燈泡發(fā)生了短路故障；
（5）讀圖象可知，當電壓為2.5V時，電流的大小為0.3A，則小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（6）由于燈泡燈絲的電阻是變化的，會隨溫度的升高而增大，所以電流隨電壓變化的圖象不是一條直線．
故答案為：（1）0～3；
（2）左；
（3）見上圖；
（4）燈泡短路；
（5）0.75；
（6）燈泡的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 伏安法測小燈泡電功率的實驗中，首先根據(jù)小燈泡的額定電壓和額定電流選擇電壓表和電流的量程，然后根據(jù)電路圖連接實物，最后測出小燈泡在不同電壓下的實際功率；本實驗需要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．考查較為全面，也是較為典型的實驗題．