Question

程躍學(xué)過“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)后，想測定一個汽車上用的小燈泡的額定功率，請你跟隨程躍邊實(shí)驗(yàn)邊思考，逐一回答下面的幾個問題．
（1）請?jiān)谙旅娣娇騼?nèi)畫出該實(shí)驗(yàn)電路圖．

（2）程躍選用小燈泡的額定電壓是12V，用干電池作電源不太方便，他利用實(shí)驗(yàn)室中的學(xué)生電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生電源能提供2V、4V、6V、8V、10V、12V、14V、16V的電壓，讓你選擇，你會把開關(guān)撥在______V位置．
（3）程躍剛連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁觀察的林雨一驚，提醒程躍實(shí)驗(yàn)中有問題．程躍想，我的實(shí)驗(yàn)連線沒有出問題��！請你幫助程躍找出實(shí)驗(yàn)中兩個操作不當(dāng)之處：①______；②______．
（4）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時電流表的讀數(shù)如圖a所示，此燈泡額定功率是______W．
（5）做完實(shí)驗(yàn)后，程躍將測燈泡電功率實(shí)驗(yàn)與以前做過的伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個實(shí)驗(yàn)有許多相似的地方，也有不同之處．請你寫出一個不同之處：______
（6）程躍根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出了I-U圖象，如圖24b所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．程躍很納悶，請你幫助他分析原因．

Answer 1

【答案】分析：（1）可根據(jù)測功率的實(shí)驗(yàn)原理P=UI來確定實(shí)驗(yàn)的器材，并把這些器材按照使用方法連出電路圖；
（2）因?yàn)榇��?lián)電路起分壓作用，測燈泡功率時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，因此電源電壓應(yīng)大于燈泡的額定電壓；
（3）實(shí)驗(yàn)時，為了保護(hù)電路，開關(guān)要斷開，滑動變阻器滑片置于電阻最大處；
（4）知道燈泡的額定電壓為12V，讀出正常發(fā)光電流I，根據(jù)P=UI計(jì)算；
（4）從實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理、用電器不同等方面進(jìn)行分析；伏安法測電阻原理：R=UI，測電功率原理：P=UI；
（5）這是因?yàn)闊艚z電阻受燈絲溫度的影響：由于燈泡所加電壓增大，實(shí)際功率增大，亮度增加溫度升高，改變了電阻，使圖線不是直線．
解答：解：（1）根據(jù)P=UI可知：測量功率需要電壓表和電流表，為保護(hù)電路和改變燈泡電壓，還需要滑阻，根據(jù)各元件使用特點(diǎn)，電路圖連接如下：

（2）因?yàn)殡娫措妷盒璐笥跓襞莸念~定電壓12V，因此選擇電源時，應(yīng)選14V或16V的電源；
（3）①連接電路時開關(guān)是閉合的②滑動變阻器接人電路中的阻值未調(diào)節(jié)到最大值處；
（4）電流表的量程為3A，分度值為0.1A，則電流表的示數(shù)為1.5A；則P=UI=12V×1.5A=18W
（5）實(shí)驗(yàn)原理不同（測功率用P=UI，測電阻用歐姆定律R=）
（6）燈絲的阻值隨溫度升高而變化（增大），不是定值，得不出正比關(guān)系
故答案為（2）14（或16）
（3）①連線時開關(guān)是閉合的；②滑動變阻器接入電路中的阻值未調(diào)節(jié)到最大值處
（4）18
（5）依據(jù)物理的原理不同（測功率用P=UI，測電阻用R=U/I）
（6）燈絲的阻值隨溫度升高而變化（增大）．
點(diǎn)評：知道電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，取決于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積，另外受溫度影響．本題涉及故障分析、兩個實(shí)驗(yàn)（測電阻、測電功率）的比較，屬于難題．