Question

10．在一次測量小燈泡額定功率的實驗中，所用電源由兩節新干電池串聯組成，小燈泡上標有“2.5V”字樣（小燈泡額定功率約為0.6W）．聰明而粗心的小剛連接了如圖甲所示的電路．

（1）同組的小明發現電路連接有錯，如果閉合圖甲所示電路的開關，電壓表的示數約為3.0V，電流表的示數約為0A，小燈泡的發光情況為不發光（選填“正常發光”、“亮度較暗”或“不發光”）．
（2）小明主張拆了以后重新連接，可是時間來不及了，小剛眼珠一轉，在圖甲電路中只改變了某根導線一端的接點位置，電路就能測量小燈泡額定功率．請在圖甲中畫出小剛改動的那條導線．
（3）待改接好電路后，在實驗時，調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡正常發光，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.5W．
（4）小明同學繼續移動滑片P，記下多組對應的電壓表和電流表的示數，并繪制成圖丙所示的I-U關系圖象，根據圖象可知：小燈泡的實際功率隨實際電壓的增大而增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）．
（5）有的同學認為“把小燈泡換成定值電阻，該實驗可以用來探究導體中的電流與電壓的關系”，你認為這種說法正確．（選填“正確”或“錯誤”）

Answer 1

分析 （1）電路的連接錯誤在于將電壓表串聯在電路中，而將電流表與燈并聯了，根據歐姆定律分和分壓原理分析；
（2）將電壓表并聯在燈的兩端，將電流串聯在電路中，據此找出連接錯誤的連線；
（3）根據圖丙找出額定電壓下對應的電流，根據P_額=U_額I求燈的額定功率；
（4）根據圖丙可知，燈的電流隨電壓的增大而增大，根據P=UI得電功率的變化；
（5）探究導體中的電流與電壓的關系時，應控制導體的電阻不變，據此判斷．

解答 解：（1）圖中電流表與燈并聯，電流表將燈短路，燈不亮；電壓表與變阻器、電流表串聯在電路中，因電壓表內阻很大，根據歐姆定律，電路中電流幾乎為0，即電流表示數為0，根據分壓原理，電壓表示數接近電源電壓為2×1.5V=3V；
（2）連接燈的右接線柱與變阻器金屬桿左端的連線錯誤，所以將連接變阻器金屬桿左端的線改接在電壓表的左接線柱即可實現電壓表與燈并聯，電流表串聯在電路中的目的；
（3）由圖丙知，燈額定電壓2.5V對應的電流為0.2A，燈的額定功率P_額=U_額I=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由圖丙知，通過燈的電流隨燈兩端的電壓的增大而增大，根據P=UI，燈的電功率也隨電壓的增大而增大；
（5）探究導體中的電流與電壓的關系時，應控制導體的電阻不變，將燈換成定值電阻，這個條件即可實現，所以，可以用來探究導體中的電流與電壓的關系，說法正確．
故答案為：（1）3.0；  0；  不發光； 
 （2）如下圖所示；  

（3）0.5； 
 （4）增大； 
 （5）正確．

點評 本題測量小燈泡額定功率，考查歐姆定律的運用、電路的正確連接、功率的計算并與探究導體中的電流與電壓的關系實驗作對比，綜合性較強．