Question

14．在測量小燈泡電功率的實驗中（小燈泡額定電壓6V）
（1）小明按圖甲連接實物，接通電路瞬間，小燈泡非常亮，電壓表示數為8.5V．小明馬上斷開電路，檢查發現只有滑動變阻器接線出錯，該錯誤是變阻器短路（或將變阻器下面兩個接線柱接入了電路中了）．
（2）請根據實驗目的，連接圖乙的電路，要求滑動變阻器接入電路的阻值最大．

電路正確連接后，電壓表、電流表的示數及燈泡亮度如下表：

數據序號	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	①	3.0	6.0	7.5
電流I/A	0.5	②	0.8	1.0	1.1
燈泡亮度	看不到發光	暗	亮	較亮	很亮

（3）第2次實驗的電壓表、電流表示數如圖丙，請把實驗數據填寫在表中．
（4）完成圖丁的白熾燈能量流向圖，并用圖中的物理量符號表示白熾燈的發光效率η=$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%．
（5）把這個小燈泡與電壓恒為6V的電源相連，在t=0s時刻，合上開關，測得流過燈泡的電流與通電時間關系如圖戊．哪一時刻開始燈泡正常發光6×10^-2s．描述此圖象所反映小燈泡電流的變化情況：從大到小最后大小恒定．

Answer 1

分析 （1）小燈泡非常亮，電壓表示數為8.5V，說明電路為通路，燈的電壓接近電源電壓，據此分析錯誤所在；
（2）由圖丙知確定電流表、電壓表選用的量程，根據滑動變阻器接入電路的阻值最大確定變阻器的連接，根據電路圖連接實物圖；
（3）根據圖丙中電表選用的大量程讀數；
（4）根據能量之間存在相互的轉化分析；根據效率公式回答；
（5）由表中的數據確定燈的電壓為額定電壓時，通過的電流，由圖戊確定燈泡正常發光的時刻；
由圖可知，通過燈的電流變化情況．

解答 解：（1）由圖可知，電壓表測燈的電壓，接通電路瞬間，小燈泡非常亮，電壓表示數為8.5V，說明電路為通路，燈的電壓接近電源電壓，則說明變阻器短路（或將變阻器下面兩個接線柱接入了電路中了）；
（2）由圖丙知，電流表、電壓表選用大量程，滑動變阻器接入電路的阻值最大，根據電路圖連接實物圖，如下所示：

（3）圖丙中電流表選用大量程，分度值為0.1A，示數為0.7A；電壓表選用用大量程，分度值為0.5V，示數為2V；

數據序號	1	2	3	4	5
電壓U/V	1.0	2.0	3.0	6.0	7.5
電流I/A	0.5	0.7	0.8	1.0	1.1
燈泡亮度	看不到發光	暗	亮	較亮	很亮

（4）白熾燈發光，電能轉E₁化為燈的內能，再轉化為光能，其中一部內能散失；E₂表示光能；E₃表示散失的光能；
白熾燈的發光η=$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%．
（5）由題中的數據知，當燈的電壓為額定電壓6V時，通過的電流為1A，燈正常發光，由圖戊可知，在6×10^-2s時刻開始燈泡正常發光．由圖可知，通過燈的電流從大到小最后大小恒定．
故答案為：（1）變阻器短路（或將變阻器下面兩個接線柱接入了電路中了）；
（2）如上圖所示；
（3）如上表所示；
（4）電能；光能；$\frac{{E}_{1}{-E}_{3}}{{E}_{1}}$×100%；
（5）6×10^-2s；從大到小最后大小恒定．

點評 本題測量小燈泡電功率，考查反常現象的分析、電路的連接、能量的轉化和效率、數據的分析等知識．