Question

16．在“測定小燈泡的功率”的實驗中，所用小燈泡的額定電壓是2.5V，第一小組按要求連接電路，進行實驗，測出了一組實驗數據，并記錄了小燈泡亮度的變化情況，結果如表所示：

電壓/V	2.00	2.50	2.80
電流/A	0.27	0.30	0.32
亮度變化	暗→亮

（1）請你用筆畫線代替導線，將第一小組的實物圖連接完整．該小組小燈泡額定功率是0.75W，還可以發現小燈泡的電阻隨溫度的升高而變大（選填“變大”或“變小”）．
（2）第二小組接好電路，閉合開關后，發現燈較暗，電流表、電壓表示數均不為零，移動滑動變阻器滑片，電流表和電壓表 指針不隨著發生變化，經過檢查各元件正常，則故障可能是滑動變阻器下邊兩個接線柱接入了電路．
（3）改正電路后進行實驗，測得某次實驗結果如圖丙所示，你認為該同學的實驗操作不妥之處是電流表量程太大，改進的辦法是換用小量程（0-0.6A）．
（4）實驗時某小組學生發現電流表損壞，他們想設計一個不用電流表測定該小燈泡額定功率的實驗，于是向老師要了一個阻值為R0的定值電阻（阻值適當）和一個單刀雙擲開關（符號為：），借助原有的實驗器材，順利完成了實驗，假如由你來做該實驗，要求電路只連接一次，請畫出實驗電路圖．

Answer 1

分析 （1）電流表、燈泡、滑動變阻器串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，注意電流從電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．
根據P=UI可求得該小組小燈泡額定功率，根據表中數據，由R=$\frac{U}{I}$可判斷燈絲的電阻隨兩端電壓增加的變化關系；從而可知燈絲電阻隨溫度的增大而增大．
（2）根據電流表、電壓表示數不為零，說明是通路，滑片移動電表示數不變且亮度不變，說明接兩下；
（3）電流表的指針偏轉太小，說明量程選擇太大，改進的方法是換接小量程．
（4）根據實驗器材與實驗原理分析，然后可畫出實驗電路圖．

解答 解：（1）滑動變阻器串聯接在電源上，滑動變阻器A端接線柱與電源正極相連，電壓表使用0～3V的量程，并聯在燈泡兩端，電路圖如下圖所示：

根據表中數據，小燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
由R=$\frac{U}{I}$可判斷燈絲的電阻隨兩端電壓增加而變大；電阻變化的本質是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（2）閉合開關后，發現燈很暗，電流表、電壓表示數均不為零，說明電路是通路，移動滑動變阻器滑片，電流表和電壓表指針不隨著發生變化，說明滑動變阻器為不起作用，接了兩個下接線柱；
（3）由圖知，電流表指針偏轉角度太小，原因是選擇的量程太大，所以應該連接小量程；
（4）實驗需要測出燈泡兩端電壓與通過燈泡的電流，可以把燈泡與定值電阻串聯，測出定值電阻兩端電壓，由歐姆定律求出通過定值電阻的電流，由于燈泡與定值電阻串聯，可以求出通過燈泡的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率，實驗電路圖如圖所示：
故答案為：（1）見上圖；0.75W；   變大；（2）滑動變阻器下邊兩個接線柱接入了電路；（3）電流表量程太大，換用小量程（0-0.6A）；（4）見上圖：

點評 本題考查了測定小燈泡的電阻的實驗．涉及了電壓表的、滑動變阻器的使用、歐姆定律的應用及功率的計算、溫度對燈絲電阻的影響等知識，是實驗的常考內容，學生一定要掌握．