Question

16．某同學要測量一個額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，圖1已經畫出了實驗電路圖．
（1）如圖所示的實驗電路存在連接錯誤，但只需改動一根導線，即可使電路連接正確，請你在應改動的導線上打“×”，并用筆畫線代替導線畫出正確的接法．

（2）在閉合開關前，應該把滑動變阻器的滑片調到最右（選填“左”或“右”）端．該同學在開關閉合后，發現電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，經檢查，電路連接無誤，各元件完好，為了能使小燈泡發光，下一步應進行的操作是C
A．更換一相同規格的小燈泡            B．檢查電路是否斷路
C．移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發光
（3）然后正常進行實驗，有關記錄在表：

實驗次數	1	2	3
電壓（V）	2.20	1.50	2.50
電流（A）	0.22	0.16

①該同學觀察到燈的亮度變化是：第二次比第一次暗，第三次比第一次更亮．你認為，根據他觀察的現象和實驗數據分析，可得出一些什么結論呢？燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據P=UI燈泡實際功率越大，燈泡越亮（寫出一條即可）．
②由于粗心大意，該同學沒有記錄燈泡正常發光時電流表的示數，于是他根據第一次實驗數據計算出燈泡電阻R=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.2V）^{2}}{0.22A}$=10Ω，再計算出燈泡兩端電壓為2.5V時的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W．則燈泡的額定功率＜0.625W（選填“＞”、“=”或“＜”），原因是燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
（4）該同學在實驗中進行了3次實驗（測量），下列實驗中也都采用了多次實驗（測量），其中與本實驗中多次實驗的目的不同的是C 
A．探究重力與質量的關系時，改變鉤碼的質量進行多次實驗
B．探究電流與電阻的關系時，改變定值電阻的阻值進行多次實驗  
C．測量課本的長度時，進行多次測量
D．探究串聯電路中電流的規律時，換用不同規格的燈泡多次實驗．

Answer 1

分析 （1）電壓表應與燈泡并聯；
（2）閉合開關前，應將滑片移至最大阻值處；
燈泡不亮，可能是燈泡短路、或斷路或燈泡的實際功率太小，然后根據電路的連接注意事項和電壓表、電流表的情況確定具體的原因；
（3）①計算出燈泡的電功率，得出燈泡亮暗與實際電功率的關系；
②因燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$比較燈的額定功率偏大還是偏小；
（4）實驗中為了得到普遍性的規律，得出燈泡的亮暗與實際功率的關系，測量了多組數據．

解答 解：（1）原電路中電壓表并聯在燈泡和變阻器的兩端是錯誤的，應將電壓表并聯在燈的兩端，如下圖所示：

（2）為保護電路，閉合開關前，應將滑片移至最右端，使其阻值最大；
電壓表、電流表均有示數，但小燈泡不亮，說明電路是通路，是因為燈泡的實際電功率太小造成，所以應減小滑動變阻器的阻值，觀察燈泡是否發光，答案選C；
（3）①燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據P=UI可知，燈泡的電功率越大，由已知條件知，燈泡的亮度越大，說明燈泡的亮暗決定于燈泡的實際功率；
②因為燈泡電壓增大，通過的電流增大，根據P=UI燈的功率增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨溫度的增大而增大．正常發光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻，即R_正常＞10Ω，燈的額定功率P_額=$\frac{{U}^{2}}{{R}_{正常}}$=$\frac{{（2.5V）}^{2}}{{R}_{正常}}$＜$\frac{（2.5V）^{2}}{10Ω}$=0.625W；
（4）本實驗中為了使結論更具普遍性，避免實驗的偶然性，應多測幾組數據進行分析．
ABD選項，多次實驗的目的是為了得出具有普遍性的結論；而C選項多次測量，是為了取平均值減小誤差，與本實驗中多次實驗的目的不同．答案選C．
故答案為：
（1）見上圖；（2）右；C；
（3）①燈泡的電壓越大、通過的電流越大，根據P=UI燈的實際功率越大，＜；燈泡的電阻隨溫度的升高而增大；
（4）C．

點評 本題測量一個額定電壓是2.5V的小燈泡的額定功率，考查電路的連接、實驗注意事項、影響電阻大小的因素及根據數據歸納總結結論的能力和歸納法的運用，涉及的知識點多，綜合性強，有一定難度．