Question

如圖是小剛測(cè)定小燈泡功率的實(shí)物連接圖．其中電源是完好的鉛蓄電池，供電電壓為6V（保持不變），小燈泡額定電壓為2.5V，用電流表測(cè)量通過小燈泡的電流，用電壓表測(cè)量小燈泡兩端的電壓．
（1）小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開關(guān)后燈不亮，聰明的小剛做了如下猜想：
A、可能燈絲斷了；    B、可能是變阻器斷路
C、可能是小燈泡短路；D、可能是電流表斷路
小剛借助圖中所示的電流表和電壓表驗(yàn)證了猜想，請(qǐng)你將小剛作為判斷電路故障依據(jù)的電壓表、電流表示數(shù)情況，在下表中的空欄處填寫完整（假設(shè)電路中只有一處故障）．

猜想	電流表、電壓表示數(shù)情況
如果A成立	電流表示數(shù)為零，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓
如果B成立
如果C成立
如果D成立

（2）小剛在排除故障后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象及得到的數(shù)據(jù)填寫在了他所設(shè)計(jì)的記錄表中（見下表）

次數(shù) 物理量	1	2	3	4
U/V	1.0	1.5	2.0	2.5
I/A	0.2	0.22	0.26	0.30
P/W
亮度	暗→亮
功率的平均值

①請(qǐng)根據(jù)表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，這個(gè)小燈泡的額定功率是______W．
②記錄表的設(shè)計(jì)存在一個(gè)不當(dāng)之處，請(qǐng)寫出：______．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小剛提出了一個(gè)問題：用這樣的方法制作調(diào)光燈在能源利用方面是否合理？請(qǐng)你針對(duì)燈發(fā)光較暗與正常發(fā)光兩種情況，從相同時(shí)間內(nèi)電路消耗的總能量與電能的利用率兩個(gè)角度分別給予說明．

Answer 1

（1）B、滑動(dòng)變阻器斷路，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表無法測(cè)電壓，示數(shù)為0．
C、燈泡短路，電路通路，電流表有示數(shù)，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
D、電流表斷路，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表無法測(cè)電壓，示數(shù)為0．
（2）①燈泡在2.5V時(shí)的電流為0.3A，
所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
②燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，設(shè)計(jì)功率的平均值無意義，是不恰當(dāng)?shù)模?br>（3）燈泡較暗時(shí)，電路電流小，總電阻大；燈泡較亮?xí)r，電路電流大，總電阻小．
本電路屬于純電阻電路，
W=

U2

R

t，在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，燈泡較暗時(shí)，總電阻較大，消耗電能少，省電．
η=

WL

W總

=

ULIt

U總It

=

UL

U總

，
燈泡較暗時(shí)，電路電流小，燈泡兩端電壓小，電源電壓不變，所以燈泡較暗時(shí)，效率低，能量利用率低．
故答案為：（1）見下表：

猜想	電流表、電壓表示數(shù)情況
如果B成立	電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)為零
如果C成立	電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零
如果D成立	電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)為零

（2）①0.75；②不應(yīng)設(shè)功率的平均值一欄；
（3）W=

U2

R

t，在電壓和通電時(shí)間一定時(shí)，燈泡較暗時(shí)，總電阻較大，消耗電能少，省電． η=

WL

W總

=

ULIt

U總It

=

UL

U總

，
燈泡較暗時(shí)，電路電流小，燈泡兩端電壓小，電源電壓不變，所以燈泡較暗時(shí)，效率低，能量利用率低．