Question

3．小紅同學在“測小燈泡額定功率”的實驗中，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）她在連接如圖甲所示電路時，導線M的另一端應接在電壓表3V（選填“3”或“15”）接線柱上．
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到b（選填“a”或“b”）端．
（3）閉合開關后，小紅無論如何移動滑動變阻器，小燈泡都不發光．她檢查電路后發現電壓表示數接近3V，但電流表示數幾乎為零，故障應該是燈泡斷路．
（4）排除故障后，小紅移動滑片P，電壓表示數為2.7V，為了使小燈泡正常工作，她應該向右（選填“左”或“右”）移動滑片P．
（5）在實驗結束后，她根據實驗數據繪制了如圖乙所示的I-U圖象，根據圖象可知，當電流表示數如圖丙所示時，小燈泡的電阻是7.5Ω．小燈泡的額定功率是0.625W．
（6）由圖乙可知，小燈泡的電阻隨電壓的變化而變化，其原因是燈絲電阻隨溫度變化而變化．

Answer 1

分析 （1）根據燈的額定電壓確定電壓表量程；
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處；
（3）若無論如何移動滑動變阻器燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯的燈泡斷路了；
（4）在額定電壓下正常發光，比較電壓表示數與額定電壓的大小，根據串聯電路電壓的規律及分壓原理確滑片移動的方向；
（5）由圖丙電流表小量程讀數，根據圖乙找到對應的電壓，根據歐姆定律超求電阻大小；
燈在額定電壓下正常發光，根據圖乙找到燈的額定電壓下的電流，根據P=UI求燈的額定功率；
（6）根據燈絲的電阻隨溫度的變化而變化分析．

解答 解：（1）小燈泡的額定電壓為2.5V，故電壓表選用小量程與燈并聯，導線M的另一端應接在電壓表3V接線柱上．
（2）閉合開關前，應將滑動變阻器的滑片P移到阻值最大處，即b端．
（3）經分析，閉合開關后，小紅無論如何移動滑動變阻器，小燈泡都不發光．她檢查電路后發現電壓表示數接近3V，但電流表示數幾乎為零，故障應該是燈泡斷路．
（4）燈在額定電壓下正常發光，電壓表示數為2.7V，大于燈的額定電壓2.5V，應減小燈的電壓，根據串聯電路電壓的規律，應增大變阻器分的電壓，由分壓原理，應增大變阻器連入電路中的電阻大小，故滑片向右移動，直到電壓表示數為額定電壓；
（5）當電流表示數如圖丙所示時，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數為0.2A，由如圖乙所示的I-U圖象，對應的電壓為1.5V，小燈泡的電阻是：
R=$\frac{U}{I}=\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
燈在額定電壓下的功率為額定功率，由圖知，當燈的額定電壓為2.5V時，對應的電流為0.25A
小燈泡的額定功率是：P_L=U_LI_L=2.5V×0.25A=0.625W．
（6）由圖乙可知，通過燈的電流隨電壓的增大而增大，根據P=UI，燈的功率增大，燈的溫度升高，因燈的電阻隨溫度的升高而變大，故燈的電阻隨電壓的增大（變化）而增大（變化）．
故答案為：（1）3；  （2）b； （3）燈泡開路；  （4）右；  （5）7.5； 0.625；
（6）燈絲電阻隨溫度變化而變化．

點評 本題測小燈泡額定功率，考查器材的選擇、注意事項、故障分析、操作過程及電阻和額定功率的計算、影響電阻大小的因素．