Question

4．小明做“測定小燈泡電功率”的實驗時，連接的實物電路如圖甲所示，電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V．

（1）用筆畫線替代導線，將實物電路連接完整．
（2）閉合開關，移動滑動變阻器滑片，她發現燈泡始終不亮，電流表有示數，電壓表無示數，其故障原因可能是A．
A、燈泡短路    B、燈泡斷路    C、滑動變阻器短路   D、滑動變阻器斷路
（3）排除故障后，小明測量了不同電壓下通過小燈泡的電流．當小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.75W．
（4）實驗后，小明同學想到另一種求解額定功率的方法，利用電壓小于2.5V時的電壓電流數據求出電阻，然后利用 P=$\frac{{U}_{2}}{R}$ 計算出小燈泡的電功率．小明發現計算結果與真實值相比偏大，根據所學的知識，你認為原因可能是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）電壓表和小燈泡并聯，滑動變阻器和小燈泡串聯；
（2）電流表有示數說明電路通路，電壓表無示數且燈泡不亮，說明電壓表并聯部分短路；
（3）弄清楚電流表的量程和分度值，讀出電流值，根據P=UI求出額定功率；
（4）因為燈泡電壓增大，燈泡亮度增大，燈絲溫度升高，燈絲電阻隨電壓的增大而增大．正常發光時的電阻大于第一次實驗時的燈絲電阻；根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知計算出的額定功率偏大還是偏小．

解答 解：（1）電壓表并聯在小燈泡兩端，滑動變阻器和小燈泡串聯，如下圖：

（2）合開關，移動滑動變阻器滑片，發現燈泡始終不亮，電流表有示數，電壓表無示數，說明電壓表并聯部分短路，即小燈泡短路；
（3）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數為0.3A，小燈泡的額定電壓為2.5V，
小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）因為燈絲的電阻受溫度影響，在不同電壓下，電阻不同，燈絲電阻隨溫度的增大而增大．
第一次燈泡兩端的電壓較低，燈泡的實際功率較小，所以溫度較低，此時燈泡的電阻較小，根據P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算額定功率時，代入的電阻值偏小，所以所得電功率偏大．
故答案為：（1）如上圖；  （2）A；（3）0.75；（4）燈絲電阻隨溫度的升高而增大．

點評 本題考查了連接實物圖、電路故障分析、電流表讀數、求燈泡的功率等，認真分析電路圖，明確各電路的連接方式，是正確補全電路圖的關鍵．