Question

小名同學利用電壓表、電流表測量小燈泡電功率的實驗，已知電源電壓3V，燈泡上標有“2.5V”的字樣．
（1）小名連接了如圖1所示的實驗電路，檢查后發(fā)現有一根導線連接有錯誤．請你在這根導線上打“×”，并用筆畫線代替導線，畫出正確的連線．
（2）電路改正后，閉合開關，小名發(fā)現燈泡不亮，電流表無示數，而電壓表示數接近3V，取下燈泡，兩表的示數仍不變．出現故障的原因可能是________．
（3）故障排除后，開始進行實驗，小名根據測出的數據，在圖27中畫出了小燈泡I-U關系的圖象．由圖1可以判斷，小燈泡的額定功率為________W．
（4）根據圖1還可以判斷，小燈泡燈絲的電阻隨電壓的增大逐漸________，原因是________．
（5）若小名另選用電壓為6V的穩(wěn)壓電源，測量標有“3.4V”字樣小燈泡的電功率．假若電壓表15V量程損壞，3V量程能正常使用，仍利用現有的器材完成實驗，請在方框中設計出符合要求的實驗電路圖．

Answer 1

解：（1）根據測量小燈泡電功率的實驗原理可知，電壓表應并聯在燈泡的兩端，故改正如下圖所示：

（2）電流表無示數，說明電路斷路，電壓表示數接近3V，說明與其兩接線連接的部分是通路；取下燈泡，兩表的示數仍不變說明和電壓表并聯的部分斷路，即燈泡斷路（或燈絲斷了 ）；
（3）由圖象可知，燈泡兩端的電壓U=2.5V，對應的電流I=0.2A，
所以燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）由圖象知，電壓的變化量大于電流的變化量，
根據P=UI可知燈泡的電功率變大，溫度升高，
根據歐姆定律可知，燈泡的電阻隨溫度的升高而變大；
（5）當燈泡正常發(fā)光時，即要使燈泡電壓為3.4V，則滑動變阻器兩端電壓為6V-3.4V=2.6V＜3V，
所以把電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為2.6V時，即可進行實驗．
電路圖如下圖所示：

故答案為：（1）如上圖所示；（2）燈泡斷路（或燈絲斷了）；（3）0.5；（4）增大；電路中電流增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻增大；（5）設計的電路圖如上圖所示．
分析：（1）根據測量小燈泡電功率的實驗原理可知，電壓表與燈泡并聯測其兩端的電壓，電流表與燈泡串聯測通過的電流，根據P=UI求出燈泡的額定功率，據此進行解答．
（2）電流表無示數，說明電路斷路，電壓表示數接近3V，說明與其兩接線連接的部分是通路；取下燈泡，兩表的示數仍不變說明和電壓表并聯的部分斷路．
（3）根據圖象讀出額定電壓下燈泡的額定電流，根據P=UI求出額定功率．
（4）由圖象可知電壓的變化量大于電流的變化量，根據歐姆定律和可知燈泡的電阻隨電功率即溫度的升高而變大．
（5）電源電壓為6V，根據串聯電路電壓特點，當燈泡電壓為3.4V，滑動變阻器的電壓為2.6V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓．
點評：本題考查了電壓表的使用、電路圖的設計、故障問題分析、電阻與溫度的關系等．這些知識點是伏安法測功率中最常見的內容，一定要掌握．