Question

12．小星同學做“測量小燈泡額定功率”的實驗，所用燈泡的額定電壓是3.8V：

（1）如圖1是他實驗的電路，但連接不完整，請你幫他完成電路的連接．
（2）小星在連接電路過程中開關應斷開．
（3）小星正確連接電路閉合開關后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，但是電壓表有讀數，則故障原因可能是燈泡斷路（選填“短路”或“斷路”）．
（4）排除故障后，小星發(fā)現(xiàn)電壓表的示數為3V，他應該將滑動變阻器滑片向b端調，使電壓表的讀數為3.8V，電流表的讀數如圖2所示，則小燈泡的額定功率是1.52W．
（5）小明同學要利用上面的裝置來測量一個標有“2.5V”字樣的小燈泡的電阻，通過實驗得到這個小燈泡的U-I關系圖象，如圖3所示．由圖可知：當U₁=1.5V時，小燈泡的電阻R₁=7.5Ω，當U₂=2.5V時，小燈泡的電阻R₂=10Ω．根據圖象可以得出的規(guī)律是：燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，滑動變阻器、燈泡串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意滑動變阻器的接法，滑動變阻器接上面的一個接線柱．
（2）連接電路過程中，開關應斷開；
（3）燈不亮，可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外電路斷路；電壓表有讀數，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，綜合分析知燈泡斷路．
（4）若燈泡兩端的電壓低于電源電壓，則應減小滑動變阻器的阻值，使電阻兩端的電壓變大；
確定電流表的量程、最小分度值，讀出電流表示數；根據公式P=UI求出燈泡的功率．
（5）根據圖象確定U=1.5V、2.5V時的電流值，由公式R=$\frac{U}{I}$計算出電阻值，得出電阻的變化規(guī)律．

解答 解：（1）電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，燈泡額定電壓是3.8V，電壓表應選擇0～15V量程，滑動變阻器串聯(lián)接入電路，已接了下面一個接線柱，可再接上面任意一個接線柱，電路圖如圖所示：

（2）在連接電路過程中開關應斷開；
（3）燈不亮，電壓表有讀數，則故障原因可能是與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（4）電壓表的示數為3V，低于額定電壓，要使燈泡兩端的電壓達到3.8V，應減小滑動變阻器的阻值，將滑片向b端滑動；
由圖2知，電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.4A，燈泡的功率P=UI=3.8V×0.4A=1.52W．
（5）由圖象知，當U=1.5V時，I=0.2A，則R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
當U′=2.5V時，I′=0.25A，則R′=$\frac{U′}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
由于燈泡兩端電壓的增高，使燈泡的實際功率變大，燈絲溫度升高，由圖知，燈絲的電阻也在增大，可知燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）斷開；（3）斷路；（4）b；1.52；（5）7.5；10；燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了連接實物圖、電路故障分析、電流表讀數、求燈泡的功率，是實驗的常考內容；連接實物圖時，要注意電壓表的量程選擇，注意滑動變阻器的接法，滑動變阻器接一上一下兩個接線柱；對電流表讀數時先確定電流表的量程、最小分度值，然后再讀數．