Question

2．平生做“測定小燈泡額定功率”的實驗．被測小燈泡的額定電壓為2.5V，電阻約為10Ω．實驗室有如下器材：電源（電壓為6V）、電流表（0～0.6A  0～3A）、電壓表（0～3V  0～15V）、開關各一只，導線若干，滑動變阻器：R（50Ω  0.5A）．同學們設計的電路如圖所示：
（1）如圖1是她實驗的電路，但連接不完整，請你幫她完成電路的連接，要求：滑動變阻器的滑片P向右移動時，小燈泡變亮．
（2）實驗電路接好后，合上開關時，發(fā)現(xiàn)電路出現(xiàn)故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據(jù)現(xiàn)象和檢測結果指出故障的可能原因：

故 障 現(xiàn) 象	檢    測	故 障 原 因
燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小	移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變
燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)	取下燈泡，兩表的示數(shù)不變

（3）排除故障后，平生測得的數(shù)據(jù)如下表，當小燈泡正常發(fā)光時電流表和電壓表的示數(shù)如圖2和圖3所示，請你替小明讀出電流表和電壓表的示數(shù)并計算小燈泡的額定功率記在表中．

實驗序號	電壓表示數(shù)	電流表 示數(shù)	小燈亮暗程度	功率
1	2.0V	0.20A	暗	0.4W
2			正常發(fā)光
3	3.0V	0.28A	較亮	0.84W

（4）分析表中數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)：當燈絲兩端電壓改變時，燈絲電阻也在改變．你認為引起燈絲電阻變化的根本原因是：燈絲的阻值隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，滑動變阻器的滑片P向右移動時，小燈泡變亮，滑動變阻器應接右下接線柱；
（2）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，說明電路電阻太大；移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變說明滑動變阻器不能改變電路電阻，即滑動變阻器全部接入電路；
②燈泡不亮，燈泡斷路、或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路；電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路；電壓表示數(shù)較大，說明電壓表與電源兩端連接，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，綜合分析可知電路故障原因；
（3）根據(jù)圖2和圖3中電壓表、電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）燈絲的阻值隨溫度的升高而增大．

解答 解：（1）因為燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程；
滑動變阻器的滑片P向右移動時，小燈泡變亮，說明滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值變小，故將滑動變阻器右下接線柱接入電路；
將滑動變阻器的右下接線柱與燈泡的右接線柱相連，電壓表的3接線柱與燈泡的右接線柱相連，如下圖所示：

（2）①燈泡較暗、兩表的示數(shù)均較小，移動滑動變阻器滑片，現(xiàn)象不變，故障原因是：滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱．
②燈泡不亮、電壓表示數(shù)較大、電流表無示數(shù)，取下燈泡，兩表的示數(shù)不變，故障原因是：燈泡斷路．
（3）根據(jù)圖2可知，電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.24A；
根據(jù)圖3可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2.5V；
燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.24A=0.6W；
（4）當燈絲兩端電壓改變時，燈絲功率變變化，燈絲溫度變化，而燈絲的阻值隨溫度的升高而增大，所以當燈絲兩端電壓改變時，燈絲電阻也在改變．
故答案為：（2）滑動變阻器同時接到下面兩個接線柱； 燈泡斷路；（3）2.5V；0.24A；0.6W；（4）燈絲的阻值隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了電壓表和滑動變阻器接線柱的選擇、電路故障的判斷、電流表和電壓表的讀數(shù)、功率的計算以及燈泡電阻與溫度的關系等，涉及的知識點多，都屬于實驗中經�？疾榈膬热�，一定要掌握．