Question

九（2）班同學在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，設計了如圖甲所示的電路圖．小燈泡上標有“2.5V　0.3A”字樣，電源電壓為3V．

（1）根據電路圖，在圖乙中用筆畫線代替導線連接實物圖．
（2）實驗電路接好后，合上開關時，部分同學發現電路出現故障，主要有下表所列的兩種情況，請根據現象和檢測結果指出故障的可能原因：

故障現象	檢測	故障原因
燈泡較暗、兩表的示數均較小	移動滑動變阻器滑片，現象不變	______
燈泡不亮、電壓表示數較大、電流表無示數	取下燈泡，兩表的示數不變	______

（3）小亮閉合開關后，通過調節滑動變阻器，使燈泡正常發光時電流表示數如圖丙所示，請在下表中填寫相應的電流和電功率的值．

電壓U/V	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.22	0.26	______
功率P/W	0.33	0.52	______
燈泡發光情況	燈絲暗紅	微弱發光	正常發光

（4）李明測量了小燈泡的不同電壓下的三組功率值，他準備取三次測量的平均值作為小燈泡的額定功率，你認為這樣計算______（填“有”或“無”）意義．同組的小紅還注意到，這個實驗記錄的數據也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻．通過計算，他發現燈絲的電阻值隨電壓升高而增大，他想：導體的電阻不是與電壓、電流無關嗎？怎么會有這樣的結論呢？請你給他作出合理的解釋：______．

Answer 1

解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電源電壓是3V，因此電壓表應選0～3V量程，根據圖甲所示電路圖連接實物電路圖，如圖所示．
（2）當滑動變阻器同時接下面兩個接線柱時，滑動變阻器成為定值電阻，電路總電阻較大，電路電流很小，燈泡電壓很小，燈泡實際功率很小，因此電壓表與電流表示數很小，燈泡較暗，移動滑片現象不變；燈泡斷路，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數，與燈泡并聯的電壓表接在電源兩端，電壓表測電源電壓，示數較大．
（3）由圖丙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，
電流表示數是0.32A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.32A=0.8W．
（4）燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，把不同電壓下實際功率的平均值作為額定功率，是錯誤的，沒有意義；
隨燈泡電壓的增大，燈泡實際功率增大，燈絲溫度升高，因為燈絲電阻隨燈絲溫度的升高而變大，所以燈絲的電阻值隨電壓升高而增大．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）滑動變阻器同時接下面兩個接線柱；燈泡斷路；
（3）0.32；0.8；（4）無；燈絲電阻隨溫度升高而增大．
分析：（1）根據圖甲所示電路圖連接實物電路圖，根據燈泡額定電壓（或電源電壓）選擇電壓表量程，連接電路時，注意電表正負接線柱不要接反．
（2）滑動變阻器應接一上一下兩個接線柱，如果同時接下面兩個接線柱，則電路電流較小，燈較暗；
常見電路故障有斷路與短路，根據電路現象，分析電路故障原因．
（3）由圖丙所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數，然后由電功率公式求出燈泡功率．
（4）燈泡在額定電壓下的功率為額定功率，不能把不同電壓下實際功率的平均值作為額定功率；可從溫度對電阻的影響分析答題．
點評：本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、電表讀數、求燈泡電功率、影響燈絲電阻的因素，是實驗的常考問題，一定要掌握；連接實物電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反；對電表讀數時，要先確定電表量程與分度值，讀數時視線要與刻度線垂直．