Question

12．在“測量小燈泡的功率”的實驗中．
（1）小明設計了如圖甲所示的電路圖．按照電路圖，已完成部分實物電路連接（如圖乙所示）．根據圖乙中的信息，電壓表量程應選0～3V；若開關閉合后，向左移動滑動變阻器滑片P，能使電路中電流變大，應將開關右側接線柱與滑動變阻器的A（選填“A”、“B”、“C”或“D”）接線柱相連．
（2）正確連接好電路，閉合開關后發現：小燈泡不亮，電流表示數為零，而電壓表示數接近電源電壓，經檢查，電流表是完好的，僅滑動變阻器或小燈泡存在故障，則電路中的故障是小燈泡斷路．排除故障后，閉合開關，仍發現小燈泡不亮，電流表指針偏轉很小，要使該小燈泡發光只需向左移動滑動變阻器的滑片．
（3）觀察小燈泡在不同電壓下的亮度，讀出電壓表，電流表示數，實驗記錄見表：

實驗序號	電壓U/V	電流I/A	小燈泡亮度	實際功率P/W
1	2	0.18	偏暗	0.36
2	2.5	0.2	正常發光	0.5
3	3		偏亮

①由表格可知：該小燈泡額定電壓為2.5V．
②當小燈泡兩端電壓為3V時，小燈泡偏亮，小明擔心燈絲會燒斷，于是立即斷開開關，未讀取電流表示數．同組的小華觀察到當時電流表指針的位置如圖丙所示，則通過小燈泡的電流為0.22A，小燈泡的實際功率為0.66W．
（4）本實驗電路除了能測出小燈泡的功率，小明認為還能測出小燈泡燈絲的阻值，小華認為還能探究電流與電壓的關系，你認為小華同學的觀點是錯誤的，理由是：燈絲電阻隨溫度的變化而變化，無法控制導體的電阻一定．

Answer 1

分析 （1）由圖乙中電源兩節干電池可確定電壓表的量程；滑動變阻器滑片以左部分電阻絲連入電路中；
（2）電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，據此判斷故障所在；連接電路時，滑動滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，要使燈正常發光，要移動滑片使變阻器連入電路的電阻減小；
（3）①小燈泡正常發光時的電壓即為額定電壓；②確定電流表小量程的分度值讀數，根據P=UI計算實際功率；（4）根據歐姆定律，可求小燈泡燈絲的阻值；探究電流與電壓的關系時，要保持電阻大小不變．

解答 解：（1）電源為二節干電池，電源電壓為3V，所以電壓表選用小量程；
開關閉合后，向左移動滑動變阻器的滑片P，能使電路中電流變大，即變阻器連入電路中的電阻減小，需要將滑片左側電阻絲連入電路，故應將開關右側接線柱與滑動變阻器的A接線柱相連；
（2）閉合開關后，燈不亮，電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為與電壓表并聯的小燈泡斷路．（若滑動變阻器短路，則電流表示數不為0，燈亮；若滑動變阻器斷路，則電流表無示數，均與題目不符，排除了變阻器的故障）；
排除故障后，閉合開關，仍發現小燈泡不亮，電流表指針偏轉很小，說明燈的電壓太小，滑動變阻器連入電路中的電阻太大．為了增大燈泡的電壓，就要減小變阻器兩端的電壓，根據分壓原理可知，要減小變阻器連入電路中的電阻，所以，需向左移動變阻器的滑片；
（3）根據表格數據可知，電流表選用的是小量程，電流表小量程的分度值為0.02A，電流表示數為0.22A，小燈泡的實際功率：P=UI=3V×0.22A=0.66W；
（4）根據歐姆定律，能測出小燈泡燈絲的阻值；燈絲的電阻不是一個定值，而是隨溫度的升高而變大，而在探究電流與電壓的關系時，要保持電阻大小不變，改變電壓，記錄對應的電流，所以小華的觀點是錯誤的．
故答案為：（1）3； A；   
 （2）小燈泡斷路； 向左移動滑動變阻器的滑片；     
（3）①2.5； ②0.22； 0.66；   
（4）小華；燈絲電阻隨溫度的變化而變化，無法控制導體的電阻一定．

點評 本題測量小燈泡的功率，考查電路的連接、常見故障的分析判斷、控制變量法的運用等知識，屬于中等難度的題目．