Question

4．小強(qiáng)做測(cè)定“小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，所用器材有電壓為6V的電源，額定電壓為2.5V的小燈泡，以及符合實(shí)驗(yàn)要求的滑動(dòng)變阻器、電表、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線．圖甲是小強(qiáng)沒(méi)有連接完的實(shí)物電路．

（1）請(qǐng)你用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，幫小強(qiáng)將實(shí)物電路連接完整．
（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)．小強(qiáng)連好電路閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無(wú)示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡處斷路．
（3）小強(qiáng)排除故障后閉合開(kāi)關(guān)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)如圖乙所示，為2.2V；如果要使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片P向端滑動(dòng)右（選填“左”或“右”）．
（4）在實(shí)驗(yàn)中，小章同學(xué)發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈泡兩端電壓減小時(shí)，它的亮度隨之減弱，測(cè)量的小燈泡電阻也相應(yīng)減小，造成這一變化的合理解釋是D
A．導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān)；
B．根據(jù)歐姆定律，電流一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻與電壓成正比；
C．電壓減小時(shí)，通過(guò)小燈泡的電流不變，電阻變小；
D．電壓減小時(shí)，小燈泡亮度變暗，溫度變低，電阻變�。�
（5）小強(qiáng)通過(guò)移動(dòng)滑片P，分別記下了多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)，并繪制成了圖丙所示的U-I圖象．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是0.5W，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時(shí)，小燈泡的電阻是10Ω．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表的量程，將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）常見(jiàn)的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（3）電壓表示數(shù)小于燈泡額定電壓，為使燈泡正常發(fā)光，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，增大燈泡電壓，根據(jù)電路圖確定滑片的移動(dòng)方向．
（4）影響電阻大小的因素有：導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度；對(duì)大多數(shù)導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，溫度越高，電阻越大．根據(jù)圖乙讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡的額定電流，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率，；
（5）根據(jù)圖乙讀出燈泡兩端電壓為1.5V時(shí)對(duì)應(yīng)的電流，然后根據(jù)R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡此時(shí)的阻值．

解答 解：（1）燈泡額定電壓是2.5V，電壓表應(yīng)選0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

（2）連接電路時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)斷開(kāi)，燈泡不亮，故障可能是電路斷路，也可能是燈泡短路；
電流表無(wú)示數(shù)，說(shuō)明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說(shuō)明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連；因此故障為燈泡斷路．
（3）由圖乙可知，電壓表示數(shù)為2.2V，小于燈泡額定電壓，由電路圖可知，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值變小，燈泡兩端電壓變大．
（4）溫度影響導(dǎo)體電阻阻值的大小，對(duì)大多數(shù)導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，溫度越高，電阻越大．
當(dāng)小燈泡兩端電壓減小時(shí)，它的亮度隨之減弱，實(shí)際電功率減小，溫度降低，所以測(cè)量的小燈泡電阻也相應(yīng)減�。�
（5）根據(jù)圖乙可知，當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.2A，則燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當(dāng)燈泡兩端電壓為1.5V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流為0.15A，故此時(shí)燈絲的阻值：R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω；
故答案為：（1）電路連接如上圖所示；（2）斷開(kāi)；燈泡處斷路；（3）2.2V；右；（4）D；（5）0.5W；10Ω．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)考查了電壓表量程的選擇、實(shí)物電路的連接、根據(jù)圖象得出有用信息的能力以及燈絲的電阻與溫度的關(guān)系；由I-U圖象找出電壓對(duì)應(yīng)的電流，熟練應(yīng)用歐姆定律和功率計(jì)算公式的應(yīng)用是正確解題的關(guān)鍵．