Question

15．實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V 0.8W”的小燈泡，小明同學(xué)在利用其中一只小燈泡做測量電功率的實驗，小明同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的電路圖．實驗中各元件完好，電源電壓保持不變．

（1）請在圖乙上把實物圖連接完整，要求滑動變阻器滑片向右移動時電流表示數(shù)變大；
（2）小明同學(xué)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應(yīng)進行的操作是C（選填字母序號）；
A．檢查電路是否斷路
B．更換小燈泡
C．移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）小明移動滑動變阻器得到了一組電壓和電流的數(shù)據(jù)，填入他自己設(shè)計的表格

次數(shù)	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W	平均電功率P/W
1	2	0.34	0.68
2	2.5	0.4
3	3	0.44	1.32

①請指出這個表格設(shè)計不合理的地方設(shè)計了平均電功率一欄；
②第二次實驗時，小燈泡的實際電功率是1W；
③分析這組數(shù)據(jù)，小明認(rèn)為該小燈泡不合格，他判斷的理由是電壓為2.5V時的實際功率為1W大于額定功率0.8W；
④另外，根據(jù)表格的數(shù)據(jù)計算，可以發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是改變的（選填“不變”或“改變”）的，其原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

Answer 1

分析 （1）求出燈正常工作時的電流，確定電流表的量程，滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，滑動變阻器滑片以右電阻絲接入電路，
（2）電流表有示數(shù)，說明電路為通路，可能是電路電阻太大，電路電流很小，燈泡實際功率很小，燈泡不發(fā)光，可以移動滑片，減小滑動變阻器接入電路的阻值，看燈泡是否發(fā)光．
（3）①燈泡在不同電壓下，電流不同，實際功率不同，求功率的平均值無意義；
②在額定電壓下的功率為額定電功率，根據(jù)表中小燈泡的額定電壓和電流，根據(jù)公式P=UI計算出其額定功率；
③將額定電壓下求出的功率與所標(biāo)的額定功率比較得出結(jié)論；
④根據(jù)歐姆定律求出燈的電阻大��；燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

解答 解：（1）要求滑動變阻器滑片向右移動時電流表示數(shù)變大，即此時變阻器連入電路中的電阻變小，所以滑動變阻器滑片以右電阻絲接入電路，將滑動變阻器一上一下串聯(lián)在電路中；燈泡的額定電流大約為I=$\frac{P}{U}=\frac{0.8W}{2.5V}$=0.32A
，所以電流表應(yīng)選擇0～0.6A的量程，電流表與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)后，電流表、電壓表均有示數(shù)，燈泡不亮可能是由于電路電阻太大，電路電流太小，燈泡實際功率遠(yuǎn)小于額定功率造成的，可以移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，故C正確．
（3）①因為燈泡在不同電壓下的功率不同，因此計算功率的平均值是沒有意義的，故表格設(shè)計不合理；
②由表中數(shù)據(jù)，額定電壓2.5V對應(yīng)的電流大小為0.4A，燈的額定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
③根據(jù)燈的額定電壓求出燈的額定功率為1W，而小燈泡上標(biāo)的額定功率為0.8W，所以此小燈泡不合格；
④根據(jù)歐姆定律R=$\frac{U}{I}$，三次實驗燈絲的電阻分別為5.88Ω、6.25Ω、6.82Ω，發(fā)現(xiàn)小燈泡的電阻是改變的，原因是燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．
故答案為：（1）見上圖；
（2）C；
（3）①設(shè)計了平均電功率一欄；②1；③電壓為2.5V時的實際功率為1W大于額定功率0.8W；④燈絲的電阻隨溫度的變化而變化．

點評 本題生活實際為背景，測小燈泡電功率，考查電路的連接、常見現(xiàn)象的分析、影響電阻大小的因素與處理數(shù)據(jù)的能力，體現(xiàn)了從物理走向社會的新課標(biāo)理念．