Question

1．小剛同學在實驗室測量標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定電功率．（電源電壓為3V）
（1）小剛同學測小燈泡的電功率原理是P=UI．
（2）小剛同學連接的部分實驗電路如圖1所示．請你用筆畫線代替導線，幫助他完成電路連接．

（3）開關S閉合前，應把圖1中滑動變阻器的滑片P置于A（填“A”或“B”）端．
（4）開關S閉合后，電壓表的示數如圖2甲所示，則產生此現象的原因可能是下列情況中的BC．（選填字母）
A．滑動變阻器斷路  B．滑動變阻器短路  C．燈泡L斷路  D．燈泡L短路
（5）排除故障后，閉合開關S，發現電壓表和電流表的示數都比較小，燈泡L不發光．這時應該進行的操作是移動滑片，減小變阻器連入電路中的電阻，使電壓表為2.5V，燈泡L正常發光．此時，電流表的示數如圖2乙所示，則電流表的示數0.3A，燈泡的額定功率為0.75W．
（6）完成實驗后，小剛同學利用如圖1的電路（但更換了燈泡和電源電壓），按照正確的實驗電路測量并記錄了如下表的數據：

U/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5
I/A	0.50	0.68	0.80	0.86	0.88	0.90
R/Ω	2.0	2.2	2.5	2.9	3.4	3.9
P/W	0.5	1.02	1.60	2.15	2.64	3.15

①根據表中數據可以得出那些規律（寫出兩條）燈的電阻隨電壓的增大而變大；燈的實際功率隨燈的電壓的增大面而變大
②根據表中數據畫出的小燈泡的I/U圖象應該類似圖中的甲（填“甲”、“乙”或“丙”）．

Answer 1

分析 （1）小剛同學測小燈泡的電功率原理是P=UI；
（2）電表均選用小量程，電壓表與燈并聯，電流表與燈串聯；
（3）開關S閉合前，應把圖1中滑動變阻器的滑片P置于阻值最大處；
（4）電壓表的示數如圖2甲所示，即電壓表示數為電源電壓，逐一分析每個選項找出電壓表示數為電源電壓的選項；
（5）為保護電路，閉合開關前，變阻器連入電器中的電阻最大；燈在額定電壓下正常發光；根據圖中電流表小量程讀數，根據P=UI求燈的額定功率；
（6）①分析表中數據得出結論；
②分別作出甲丙圖中電流隨電壓的變化情況，因燈的電阻隨電壓的增大而變大，根據電壓的變化量應大于對應的電流變化量確定正確答案．

解答 解：（1）小剛同學測小燈泡的電功率原理是P=UI；
（2）由圖2知，電表均選用小量程，電壓表與燈并聯，電流表與燈串聯，如下圖1所示：

（3）開關S閉合前，應把圖1中滑動變阻器的滑片P置于阻值最大處，即 A端．
（4）開關S閉合后，電壓表的示數如圖2甲所示，即電壓表示數為電源電壓：
A．滑動變阻器斷路，電路為斷路，兩表均無示數，不符合題意；
B．滑動變阻器短路，電壓表測電源電壓，示數為3V，符合題意；
C．燈泡L斷路，電壓表串聯在電路中，電壓表通過變阻器與電源連通，故電壓表示數為電源電壓，符合題意；
D．燈泡L短路，電壓表示數為0，不符合題意；
故選BC；
（5）排除故障后，閉合開關S，發現電壓表和電流表的示數都比較小，燈泡L不發光，此時電路中的電流較小，說明電路的總電阻較在，這時應該進行的操作是：移動滑片，減小變阻器連入電路中的電阻，使電壓表為2.5V，燈泡L正常發光．此時，電流表的示數如圖2乙所示，則電流表的示數0.3A，燈泡的額定功率為：
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（6）①由記錄的數據可得出：
由表中數據可知，燈的電流隨電壓的增大而增大，由P=UI燈的功率變大，燈絲的溫度升高，故燈的電阻變大，故有：燈的電阻隨電壓的增大而變大；
從表中數據可看出：
燈的實際功率隨燈的電壓的增大面而變大；
②因燈的電阻隨電壓的增大而變大，故電流隨電壓的變化圖象不是一條直線，B不符合題意；
分別作出甲丙圖中電流隨電壓的變化情況，如下圖2所示，由歐姆定律，電壓的變化量應大于對應的電流變化量，
故丙不符合題意，只有甲符合題意，所以，根據表中數據畫出的小燈泡的I/U圖象應該類似圖中的甲．

故答案為：（1）P=UI；（2）如上所示；（3）A；（4）BC；（5）移動滑片，減小變阻器連入電路中的電阻；2.5；0.3；0.75；（6）①燈的電阻隨電壓的增大而變大；燈的實際功率隨燈的電壓的增大面而變大；②甲．

點評 本題測量標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定電功率，考查實驗原理、電路的連接、注意事項、故障分析、操作過程、分析數據歸納結論的能力和影響電阻大小的因素等知識．