Question

9．小宇在欣賞圣誕樹上的小彩燈時發現，各小彩燈的連接方式為串聯，當其中一只燈絲熔斷，其他彩燈卻仍能發光．如圖甲，這是為什么呢？他仔細觀察燈泡的構造如圖乙，查閱得知細金屬絲表面涂有絕緣物質；取一只完好的彩燈，其上標有“4V”的字樣，他欲測量燈泡的額定功率．他按圖丙電路進行實驗，電源電壓為7.5V．請完成以下問題：

（1）電路接好后，閉合開關，小電燈不亮，電流表無示數，電壓表有示數．電路中出現的故障是燈泡斷路（選填“斷路”或“短路”）；小宇排除故障后，閉合開關，發現小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數較大．接下來必要的操作是斷開電路開關，C
A．更換電池或小燈泡B．檢查電路是否短路C．移動滑動變阻器滑片至最大值位置D．更換導線
（2）調整電路后，小宇繼續實驗數據記錄在如表，第4次實驗電流表示數如圖丁，燈泡的額定功率是0.72W．

實驗次數	1	2	3	4	5	6
電壓（V）	0.3	1	2	4	6	7.5
電流（A）	0.06	0.10	0.12		0.20	0
電阻（R）
彩燈亮度	不發紅	弱光	較亮	亮	很亮	燈絲燒斷

（3）根據表中的數據你和小宇同學分析出燈泡的亮暗程度是由C決定．
A．燈泡的電阻  B．燈泡兩端的電壓   C．燈泡的實際功率   D．經過燈泡的電流
（4）請你根據表格中數據判斷，下圖所示能正確表示P與U²的關系的是D

（5）小宇觀察到這些裝飾用的彩燈不僅顏色不同，而且還在不停閃爍，下列是君宇對彩燈閃爍原因的猜想，其中合理的是B
A．隨著燈泡工作時間的延長，其溫度升高，燈絲被燒斷燈泡熄滅．
B．在一串彩燈中的某個位置安裝了特殊的開關利用電流的熱效應，當溫度升高時開關自動斷開燈泡熄滅，溫度降低時開關自動閉合燈泡重新發光．

Answer 1

分析 （1）閉合開關前，電流表無示數，電路中存在斷路，電壓表有示數，電壓表中間斷路；閉合開關后電流表、電壓示數都較大，應馬上斷開開關，把滑片移到最大阻值處．
（2）讀出電流表示數，由P=UI計算出電功率．
（3）燈泡亮度由實際功率決定．
（4）通過對表格數據瞄點作圖，分析P和U²的關系，結合P=$\frac{{U}^{2}}{R}$、溫度對電阻影響．
（5）閃爍說明是發光和不發光交替．

解答 解：
（1）閉合開關前，電流表無示數，電路中存在斷路，電壓表有示數，說明電壓表與電源兩極連通，則與電壓表并聯的小燈泡斷路；閉合開關后，小燈泡特別亮、電流表與電壓示數都較大，可能是滑片沒有移到最大阻值處，應馬上斷開開關，把滑片移到最大阻值處，故選C．
（2）第4次實驗時，燈泡兩端電壓為額定電壓U=4V，電流表量程0～0.6A，分度值0.02A，電流表示數I=0.18A，
所以燈泡的額定功率：P_額=UI=4V×0.18A=0.72W．
（3）燈泡的亮度由實際功率決定，燈泡的實際功率越大，燈泡越亮，故選C．
（4）通過對表格數據計算描點作圖，結合電壓越大，燈泡電阻越大，P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，P與$\frac{1}{R}$大概成正比，電壓越大，R越大，P變化較緩慢，故選圖D．
（5）閃爍說明是發光和不發光交替，A．隨著燈泡工作時間的延長，其溫度升高，燈絲被燒斷燈泡熄滅，當燈絲燒斷后不可能再次發光，故A錯誤，應選B．
故答案為：（1）斷路；C；（2）0.72；（3）C；（4）D；（5）B．

點評 本題考查了，電路基本操作、功率計算、燈泡亮度與什么因素有關、圖象判斷、實際問題思考，涉及的知識點很多，比較復雜．