Question

小名同學(xué)利用電壓表、電流表測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，已知電源電壓3V，燈泡上標(biāo)有“2.5V”的字樣．
（1）小名連接了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路，檢查后發(fā)現(xiàn)有一根導(dǎo)線(xiàn)連接有錯(cuò)誤．請(qǐng)你在這根導(dǎo)線(xiàn)上打“×”，并用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，畫(huà)出正確的連線(xiàn)．
（2）電路改正后，閉合開(kāi)關(guān)，小名發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無(wú)示數(shù)，而電壓表示數(shù)接近3V，取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變．出現(xiàn)故障的原因可能是________．
（3）故障排除后，開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，小名根據(jù)測(cè)出的數(shù)據(jù)，在圖27中畫(huà)出了小燈泡I-U關(guān)系的圖象．由圖1可以判斷，小燈泡的額定功率為_(kāi)_______W．
（4）根據(jù)圖1還可以判斷，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸________，原因是________．
（5）若小名另選用電壓為6V的穩(wěn)壓電源，測(cè)量標(biāo)有“3.4V”字樣小燈泡的電功率．假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，仍利用現(xiàn)有的器材完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑性O(shè)計(jì)出符合要求的實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

解：（1）根據(jù)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理可知，電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈泡的兩端，故改正如下圖所示：

（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，電壓表示數(shù)接近3V，說(shuō)明與其兩接線(xiàn)連接的部分是通路；取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦�，即燈泡斷路（或燈絲斷了 ）；
（3）由圖象可知，燈泡兩端的電壓U=2.5V，對(duì)應(yīng)的電流I=0.2A，
所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由圖象知，電壓的變化量大于電流的變化量，
根據(jù)P=UI可知燈泡的電功率變大，溫度升高，
根據(jù)歐姆定律可知，燈泡的電阻隨溫度的升高而變大；
（5）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，即要使燈泡電壓為3.4V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為6V-3.4V=2.6V＜3V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.6V時(shí)，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
電路圖如下圖所示：

故答案為：（1）如上圖所示；（2）燈泡斷路（或燈絲斷了）；（3）0.5；（4）增大；電路中電流增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大；（5）設(shè)計(jì)的電路圖如上圖所示．
分析：（1）根據(jù)測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)原理可知，電壓表與燈泡并聯(lián)測(cè)其兩端的電壓，電流表與燈泡串聯(lián)測(cè)通過(guò)的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，據(jù)此進(jìn)行解答．
（2）電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路，電壓表示數(shù)接近3V，說(shuō)明與其兩接線(xiàn)連接的部分是通路；取下燈泡，兩表的示數(shù)仍不變說(shuō)明和電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br />（3）根據(jù)圖象讀出額定電壓下燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出額定功率．
（4）由圖象可知電壓的變化量大于電流的變化量，根據(jù)歐姆定律和可知燈泡的電阻隨電功率即溫度的升高而變大．
（5）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，當(dāng)燈泡電壓為3.4V，滑動(dòng)變阻器的電壓為2.6V＜3V，可以利用0～3V量程測(cè)量滑動(dòng)變阻器的電壓．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表的使用、電路圖的設(shè)計(jì)、故障問(wèn)題分析、電阻與溫度的關(guān)系等．這些知識(shí)點(diǎn)是伏安法測(cè)功率中最常見(jiàn)的內(nèi)容，一定要掌握．