Question

5．如圖是小剛測定小燈泡功率的實物連接圖．其中電源是完好的鉛蓄電池，供電電壓為6V（保持不變），小燈泡額定電壓為2.5V，用電流表測量通過小燈泡的電流，用電壓表測量小燈泡兩端的電壓．
（1）小剛合理地連接好電路，并按正確的順序操作，閉合開關后燈不亮，聰明的小剛做了如下猜想：
A．可能燈絲斷了
B．可能是變阻器斷路
C．可能是小燈泡短路
D．可能是電流表斷路
小剛借助圖中所示的電流表和電壓表驗證了猜想，請你將小剛作為判斷電路故障依據的電壓表、電流表示數情況，在下表中的空欄處填寫完整（假設電路中只有一處故障）．

猜想	電流表、電壓表示數情況
如果A成立	電流表示數為零，電壓表有示數且接近電源電壓
如果B成立
如果C成立
如果D成立

（2）小剛在排除故障后進行了實驗，實驗中觀察到的現象及得到的數據填寫在了他所設計的記錄表中．（見下表）

次數 物理量	1	2	3	4
U/V	1.0	1.5	2.0	2.5
I/A	0.2	0.22	0.26	0.30
P/W
亮度	暗→亮
功率的平均值

①請根據表格中的實驗數據計算，這個小燈泡的額定功率是0.75W．
②記錄表的設計存在一個不當之處，請寫出：不應設功率的平均值一欄．

Answer 1

分析 （1）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路，
燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0．
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數．
（2）①在表格中找到燈泡額定電壓下的電流，根據P=UI計算額定功率．
②燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，計算功率平均值無意義．

解答 解：（1）B、滑動變阻器斷路，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數，電壓表無法測電壓，示數為0．
C、燈泡短路，電路通路，電流表有示數，電壓表測導線電壓，示數為0．
D、電流表斷路，電路斷路，燈泡不亮，電流表無示數，電壓表無法測電壓，示數為0．
（2）①燈泡在2.5V時的電流為0.3A，
所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
②燈泡兩端電壓增大，電流增大，功率增大，設計功率的平均值無意義，是不恰當的．
燈泡較暗時，電路電流小，燈泡兩端電壓小，電源電壓不變，所以燈泡較暗時，效率低，能量利用率低．
故答案為：（1）見下表：

猜想	電流表、電壓表示數情況
如果B成立	電流表示數為零，電壓表示數為零
如果C成立	電流表有示數，電壓表示數為零
如果D成立	電流表示數為零，電壓表示數為零

（2）①0.75；②不應設功率的平均值一欄．

點評 本題給學生解決了生活中的困惑，體現了物理與生活的密切關系還考查了電功率的計算．