Question

14．在測定小燈泡電功率的實驗中，電源電壓為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V．電流約為10Ω．
（1）請用筆畫線代替導線，將如圖甲所示的實物電路連接完整．（要求連線不得交叉；電流表量程選擇要恰當．）
（2）連接電路時開關應斷開，閉合開關前，圖中滑動變阻器的劃片P應位于A（選填“A”“B”）端．

（3）甲組同學閉合開關后，發(fā)現小燈泡不亮，但電流表有示數．接下來應進行的操作是C
A．更換小燈泡　B．檢查電路是否斷路　C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（4）排除故障后，閉合開關、移動滑片P至電壓表示數如圖乙所示，其讀數為2.3V；要獲得小燈泡額定功率的數據，滑片P應向B（選填“A”或“B”）端移動．
（5）改變滑片P的位置，按正確的操作測得數據，獲得多組對應的電壓、電流值，繪制得如圖丙所示的圖象．由圖象可知燈泡的額定功率是0.5W．由圖象判斷小燈泡在不同電壓下阻值是否發(fā)生變化并說明原因發(fā)生變化，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據P=UI燈的功率變大，燈絲的溫度升高，故燈絲的電阻變大．本實驗多次測量電功率，小明認為實驗結果需要求平均值，請評價小明的觀點并說明理由：燈在額定電壓下的功率為額定功率，在不同電壓下的功率不同，故本實驗多次測量電功率求平均值是沒有意義的，也是錯誤的．．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求燈的額定電流約為多少，據此確定電流表選用的量程與電阻串聯；
（2）為保護電路，連接電路時開關應斷開，閉合開關前，圖中滑動變阻器的劃片P應位于阻值最大處；
（3）甲組同學閉合開關后，發(fā)現小燈泡不亮，但電流表有示數，說明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進行下一步操作；
（4）燈額定電壓下正常發(fā)光，根據圖中電壓表小量程讀數，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規(guī)律及分壓原理確滑片移動的方向；
（5）根據燈絲的電阻隨溫度的變化而變化分析；燈在額定電壓下的功率為額定功率，在不同電壓下的功率不同．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，電流約為10Ω，由歐姆定律，燈的額定電流約為：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，故電流表選用小量程與電阻串聯，如下所示：

（2）連接電路時開關應斷開，閉合開關前，圖中滑動變阻器的劃片P應位于阻值最大處，即A端；
（3）閉合開關前，滑片置于阻值最大處，閉合開關后，電流表有示數，說明電路是通路，電路不存在斷路，滑動變阻器阻值全部接入電路，電路總電阻很大，電路電流很小，燈泡實際功率很小，可能不足以引起燈泡發(fā)光，下一步操作：移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應進行C項操作；
（4）燈在額定電壓下正常發(fā)光，圖中電壓選用小量程，分度值為0.1V，示數為2.3V，小于燈的額定電壓2.5V，應增大燈的電壓，根據串聯電路電壓的規(guī)律，應減小變阻器的電壓，由分壓原理，應減小變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向B移動，直到電壓表示數為額定電壓；
（5）由如圖丙所示的圖象，燈的電壓為2.5V時，通過的電流為0.2A，燈泡的額定功率是：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
由圖象可知，電流隨電壓的變化圖象為一曲線，根據U=IR，電阻不是一個定值；
由圖可知，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據P=UI燈的功率變大，燈絲的溫度升高，故燈絲的電阻變大；
．燈在額定電壓下的功率為額定功率，在不同電壓下的功率不同，故本實驗多次測量電功率求平均值是沒有意義的，也是錯誤的．
故答案為：（1）如上所示；（2）斷開；A；（3）C；（4）2.3V；B；（5）0.5；發(fā)生變化，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據P=UI燈的功率變大，燈絲的溫度升高，故燈絲的電阻變大；（6）燈在額定電壓下的功率為額定功率，在不同電壓下的功率不同，故本實驗多次測量電功率求平均值是沒有意義的，也是錯誤的．

點評 本題測定小燈泡電功率，考查電路的連接、注意事項、操作過程及額定功率的計算和影響電阻大小的因素及數據的處理．