Question

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．

（1）连接电路时开关应______．
（2）请你用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整．
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于______（选填“A”或“B”）端．
（4）小明闭合开关，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙所示）为______V，则此时灯泡消耗的实际功率______ 额定功率（选填“＞”、“＜”或“=”）．
（5）当小明同学闭合电路的开关后，电路中可能出现一些不正常现象：
第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，可能在连接电路时把滑动变阻器的______（填“AB”或“CD”）两端点连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处______（填“短路”或“断路”）．
第三种：移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是______．（写出一种即可）
（6）小明继续移动滑动变阻器的滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成I-U图象（图丙），根据图象，可计算出小灯泡的额定功率是______W．
图23
（7）进一步分析图象可知，随着灯泡两端电压的增大，灯丝电阻逐渐______（选填“增大”、“减小”或“不变”），造成这一现象的原因可能是______．

Answer

（1）为保护电路，连接电路时，开关应断开；
（2）求出灯泡正常发光时的电流，根据该电流确定电流表量程；根据灯泡额定电压确定电压表量程；
把灯泡与电流表串联在电路中，电压表并联在灯泡两端．
（3）闭合开关前，滑动变阻器接入电路的电阻应为滑动变阻器的最大阻值，根据滑动变阻器的连接方式判断滑片的位置．
（4）确定电压表量程、最小分度值，读出电压表的示数；根据电压表示数与灯泡额定电压的关系，判断灯泡的实际功率与额定功率间的关系．
（5）①灯泡发光较暗，说明电路电流较小，电路电阻较大，移动滑动变阻器滑片不能改变小灯泡的亮暗程度，说明滑动变阻器不能改变电路电阻，滑动变阻器接下面两个接线柱．
②小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表示数不为零，电路不存在断路；电压表示数为零，电压表并联电路短路或电压表并联电路之外电路断路；综合分析可知，电路故障是灯泡短路；
③小灯泡不亮，可能是灯泡断路或短路或灯泡之外的电路断路；电流表无示数，可能是电路断路或电流表短路；电压表有示数，说明电压表与电源两端相连接，电压表并联电路之外不存在断路，且与电压表并联电路无短路现象，综合分析可知灯泡不亮的原因是灯泡断路．
（6）由图象求出灯泡额定电压对应的额定电流，然后由P=UI求出灯泡的额定功率．
（7）由图象找出电压U与对应的电流I，由R=可知随灯泡两端电压的增大而增大，可从温度与导体电阻的关系分析原因．
【解析】
（1）连接电路时开关应断开．
故答案为：断开．
（2）由题意知灯泡的额定电压为2.5V，则电压表应选0～3V量程；灯泡正常工作时电流I===0.25A，则电流表应选0～0.6A量程；电流表与灯泡串联在电路中，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示．
故答案为：电路图如图所示．
（3）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应位于A端．
故答案为：A．
（4）由图知：电压表量程是3V，最小分度值是0.1V，电压表示数是2.2V，小于灯泡的额定电压，
此时灯泡消耗的实际功率小于灯泡的额定功率．
故答案为：2.2；＜．
（5）第一种：小灯泡较暗，滑动变阻器滑片移动时不能改变小灯泡的亮暗程度，
可能在连接电路时把滑动变阻器的AB两端点接入连入了电路中；
第二种：小灯泡不亮，电流表示数不为零，电压表示数为零，可能小灯泡处短路；
第三种：移动滑片，发现小灯泡始终不亮，且电压表有示数，电流表无示数，则故障的原因可能是灯泡断路．
故答案为：AB；短路；灯泡断路．
（6）由灯泡的I-U图象知，灯泡额定电压U=2.5V对应的电流I=0.2A，则灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
故答案为：0.5．
（7）由图象知随灯泡电压的增大，灯泡两端的电压U与流过灯泡的电流I的比值增大，即灯泡的电阻增大；
因为灯丝电阻受温度的影响，所以造成这一现象的原因可能是灯丝电阻随温度升高而增大．
故答案为：增大；灯丝电阻随温度升高而增大．