Question

學校實驗室購買了一批規(guī)格為“2.5V  0.75W”的小燈泡，小明利用其中一只小燈泡做“測量小燈泡電功率”的實驗：
（1）請你用筆畫線代替導線，幫小明將圖1中的電路連接完整，要求滑片P向右移動時，電壓表的示數要變大；
（2）小明連接完電路后閉合開關，發(fā)現電壓表的示數接近電源電壓，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變．發(fā)生故障的原因可能是滑動變阻器

同時接上面兩個接線柱

，或者燈泡

斷路

．
（3）排除故障后，小明移動滑動變阻器的滑片P，將三次實驗時電壓表和電流表的示數記錄到表中；當電壓表的示數為2.5V時，電流表示數如圖2，其讀數為

0.4

A，此時小燈泡的電功率為

1

W；

次數	第一次	第二次	第三次
電壓/V	2	2.5	2.8
電流/A	0.34		0.42

（4）小明查看了小燈泡的說明書，了解到生產這批小燈泡鎢絲的橫截面積是一定的．分析實驗數據后，可知這個小燈泡內鎢絲的長度與合格產品相比是

短了

．（選填“長了”或“短了”）
（5）最后小明將實驗數據整理計算后，得到了一組功率P 與電壓的平方U²的數據，能正確表示該小燈泡P 與U²關系的是：

D

．
A、B、C、D、

Answer 1

分析：（1）根據題目要求確定滑動變阻器的接法，然后把滑動變阻器串聯接入電路．
（2）根據電路故障現象分析電路故障原因．
（3）由圖示電流表確定其分度值，讀出其示數，由P=UI求出燈泡功率．
（4）根據實驗數據應用歐姆定律求出燈絲實際電阻，根據燈泡額定功率與額定電壓應用電功率變小公式求出燈泡電阻，根據兩電阻值關系，分析答題．
（5）燈泡電阻隨溫度升高而增大，根據電功率公式P=

U2

R

分析答題．

解答：解：（1）滑片P向右移動時，電壓表的示數要變大，則滑動變阻器接右下接線柱，把滑動變阻器、開關串聯接入電路，電路圖如圖所示．
（2）如果滑動變阻器同時接上面兩個接線柱，或者燈泡斷路，閉合開關，電壓表壓表的示數接近電源電壓，反復移動滑動變阻器的滑片P，電壓表的示數基本不變．
（3）由電路圖可知，電流表量程是0～0.6A，由圖示電流表可知，其分度值為0.02A，示數為0.4A，燈泡功率P=UI=2.5V×0.4A=1W．
（4）∵I=

U

R

，∴由表中實驗數據可得，燈泡電阻R=

U

I

=

2.5V

0.4A

=6.25Ω；燈泡額定電壓是2.5V，額定功率為0.75W，∵P=

U2

R

，∴燈泡正常發(fā)光時的電阻R′=

U2

P

=

(2.5V)2

0.75W

≈8.3Ω，燈泡正常發(fā)光時的實際電阻小于理論值，因此燈絲電阻與合格產品相比短了．
（5）如果燈絲電阻是定值，保持不變，P-U²圖象是一條直線，實際上燈泡電阻隨溫度（實際功率）增大而增大，因此P-U²圖象如圖D所示．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）滑動變阻器同時接上面兩個接線柱；斷路；（3）0.4；1；（4）短了；（5）D．

點評：本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、電表讀數、求電功率、判斷燈泡是否合格、判斷燈泡功率與電壓平方的關系等問題，對電表讀數時要先確定其量程與分度值，然后再讀數．