Question

小明在進行“測量小電燈的功率”的實驗時，實驗臺上給他提供的器材有：三節干電池、電流表（0～0.6A、0～3A）、電壓表（0～3V、0～15V）、滑動變阻器（20Ω、1A）、額定電壓為2.5V的小電燈（正常發光時的電阻約為7Ω）、開關各一個，導線若干．
（1）在圖1中用筆畫線代替導線完成該實驗的電路連接；（請正確選擇電表量程）

（2）閉合開關前應把滑動變阻器滑片的位置調到________（填寫“C”或“D”）端．
（3）閉合開關后，小明發現燈泡不發光，電流表的示數為零，電壓表的示數為6V，產生此故障的原因可能是下列情況中的________．（填寫序號）
A．小電燈短路　　　B．小電燈的燈絲斷了　　C．小電燈的燈座接觸不良
D．電壓表的正、負接線柱接反　　 E．變阻器滑片放在了最小阻值處

電壓U/V	1.5	2.0	2.5
電流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52
發光情況	燈絲暗紅	微弱發光	正常發光

（4）排除故障后，調節滑動變阻器測得如下表所示的三組數據．
①根據他們觀察的現象和記錄的實驗數據分析，你可得出什么結論（請說出兩點）：
A、小燈泡的額定功率是________W；B、________．
②請在坐標圖中作出小燈泡的電壓和電流的關系圖象．
（5）小明還注意到，這個實驗記錄也可以用來計算小燈泡燈絲的電阻，并發現燈絲的電阻值隨電壓升高而增大，同學們想：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？請你給他們作出合理的解釋________．

Answer 1

解：（1）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表選0～3V的量程；燈泡的額定電流約為 I==≈0.36A＜0.6A，所以電壓表選0～0.6A的量程． 使燈泡、電流表、滑動變阻器串聯連接電壓表與燈泡并聯．如圖．

（2）因為在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到阻值最大處，所以應把滑動變阻器滑片移到D端；
（3）電流表的示數為零，電壓表的示數為6V，說明問題出在電壓表兩接線柱之間的電路開路，B、C選項正確．
（4）①由表格可知，A燈泡的額定電流為0.3A，所以燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；B隨功率的升高，可以看到燈變亮，故功率越大燈越亮；
②由描點法作出圖象，注意不能是直線．圖象如圖：

（5）燈絲電阻變大，是因為通電時間長使燈絲溫度升高，故溫度越高燈絲的電阻越大．
故答案為
（2）D；
（3）B、C；
（4）①0.75；實際功率越大，燈泡越亮；
（5）這是由于燈絲的電阻由于溫度的升高而增大；
分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程；根據I=求出燈泡的額定電流確定電流表的量程；然后將電流表、燈泡以及滑動變阻器串聯起來，最后把電壓表并聯在燈泡兩端；連接過程中，注意電壓表、電流表的量程，正負接線柱，連接方式；注意滑動變阻器選擇一上一下串聯在電路中．
（2）在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到阻值最大處；
（3）閉合開關后，小明發現燈泡不發光，電流表的示數為零，電壓表的示數為6V，說明問題出在電壓表兩接線柱之間的電路，短路不對（這樣電壓表示數為0），只能是開路；
（4）額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等，根據P=UI求出燈泡的額定功率．從表中數據找出燈泡亮度與燈泡實際功率的關系．
根據表中數據，在坐標軸中描出坐標點，然后將各點用平滑曲線連接起來．
（5）金屬電阻，其阻值隨溫度的升高而變大，故可以考慮由于通電時間長而使溫度升高，電阻變大；
點評：本題涉及電壓表和電流表量程的選擇、實物圖的連接、電路故障分析、電功率的計算，注意燈絲的U-I圖象是一條曲線，主要原因是因為隨溫度的升高使燈絲電阻變大．本題雖然綜合性強，但都屬于基礎知識，難度適中．