Question

2．某班同學(xué)在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，所測小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）如圖所示是某組同學(xué)連接的實驗電路，可以更改其中的一根導(dǎo)線就將其改正確．請你在錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線畫出正確的連線（導(dǎo)線不能交叉）．

（2）電路連接正確后，閉合開關(guān)前，將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電壓表示數(shù)為零，電流表指針偏轉(zhuǎn)．逐漸向右移動滑片，小燈泡始終不亮，電壓表示數(shù)仍然為零，電流表示數(shù)逐漸變大．該電路故障可能是燈泡短路．
（3）排除故障后該小組正確操作實驗，測量數(shù)據(jù)如下表所示

	1	2	3	4	5	6	7	8
發(fā)光情況	明亮	亮	更明亮	較亮	較暗	微光	熄滅	熄滅
電壓U/V	2.5	2.1	3.0	1.7	1.3	0.9	0.5	0.1
電流I/A	0.28	0.26	0.30	0.24	0.20	0.19	0.16	0.05

分析實驗數(shù)據(jù)可知：
①小燈泡的額定功率為0.7W．
②7、8兩次實驗中，燈泡熄滅的原因是實際功率太小．
③小燈泡在斷電一段時間后的電阻可能是1Ω（選填“0Ω”、“1Ω”、“2Ω”或“8.9Ω”）
（4）為了比較發(fā)光二極管和小燈泡哪個更節(jié)能，接下來他們用一個發(fā)光二極管替換電路中的小燈泡，進(jìn)一步測量發(fā)光二極管的電功率．閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)此二極管都不發(fā)光，且電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)．經(jīng)檢查整個電路連接及元件均完好，則故障原因是：二極管正負(fù)極接反了．故障排除后，經(jīng)測量和分析可知發(fā)光二極管與小燈泡相比，發(fā)光二極管（選填“小燈泡”或“發(fā)光二極管”）更加節(jié)能．

Answer 1

分析 （1）本實驗中電壓表應(yīng)測燈泡兩端電壓，并注意電流從正接線柱流進(jìn)，負(fù)接線柱流出；
（2）常見電路故障有短路與斷路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（3）①由表中實驗數(shù)據(jù)求出燈泡額定電壓對應(yīng)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率；
②如果燈泡實際功率如果太小，將不足以引起燈泡發(fā)光；
③燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出燈泡電阻阻值，然后答題
（4）電流表無示數(shù)，說明電路斷路，但二極管正負(fù)接線柱接反后，二極管相當(dāng)于斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；
發(fā)光二極管與燈泡相比電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能少，發(fā)光效率高，由此分析可知誰節(jié)能．

解答 解：
（1）由圖電壓表與滑動變阻器并聯(lián)了，測量小燈泡的電功率的實驗中，電壓表應(yīng)測燈泡兩端電壓，由此修改如圖所示：
；
（2）閉合開關(guān)后，小燈泡不亮，可能是燈泡短路或電路存在斷路造成的；電流表指針偏轉(zhuǎn)，說明電路不存在斷路；電壓表示數(shù)為零，說明與電壓表并聯(lián)的燈泡短路；
（3）①由表中實驗數(shù)據(jù)可知，燈泡額定電壓2.5V對應(yīng)的電流為0.28A，燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.28A=0.7W；
②由表中實驗數(shù)據(jù)可知，7、8兩次實驗，燈泡電壓與電流很小，燈泡實際功率很小，由于燈泡實際功率很小所以燈泡不能發(fā)光，所以燈泡熄滅．
③由表中第8組實驗數(shù)據(jù)可知，此時燈泡電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{0.1V}{0.05A}$=2Ω，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度降低而減小，小燈泡在斷電一段時間后，燈絲溫度更低，燈泡電阻阻值減小，則燈泡電阻可能是1Ω．
（4）電流表無示數(shù)，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，因此電路故障為二極管正負(fù)接線柱接反了；
發(fā)光二極管屬于冷光源，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能非常少，而燈泡是根據(jù)電流的熱效應(yīng)工作的，所以發(fā)光二極管更節(jié)能．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡短路；（3）①0.7；②實際功率太小；③1Ω；（4）二極管正負(fù)極接反了；發(fā)光二極管．

點評 本題考查了連接實物電路圖、電路故障分析、求燈泡額定功率、求燈泡電阻阻值；解題時要注意，燈泡電阻受溫度影響，隨溫度升高而增大，隨溫度降低而減小；二極管具有單向?qū)щ娦裕?/p>