Question

1．在“测量小灯泡的电功率”实验中，选用如下器材：2节干电池、额定电压为2.5V的小灯泡（额定功率小于1W）、电流表、电压表、滑动变阻器（20Ω  1A）、开关和导线．如图甲所示是小明没有连接完整的电路．
（1）请你用笔画线代替导线，将电路连接完整．
（2）正确连接电路后闭合开关，发现电压表有示数，电流表的示数几乎为零，灯泡不发光，导致这一现象的原因可能是灯泡灯丝断了或灯泡与灯座接触不良．
（3）排除故障后，小明通过正确的操作，得到多组I、U数据，作出如图乙所示的I-U图象，由图可知，灯泡两端的电压为2.5V时，通过灯泡的电流为0.26A，灯泡的额定功率为0.65W；灯泡的电阻随电压的增加而增大（选填“增大”或“减小”），导致灯泡电阻变化的主要因素是灯泡电阻受温度影响．
（4）根据（1）问中连接好的电路，排除（2）问中的故障，移动变阻器滑片，能否实现灯泡两端的电压从零连续变化到2.5V？答：不能（选填“能”或“不能”），其理由是当滑片移至变阻器最左端时，电路中电阻最大，流过灯泡的电流最小但不为零，电压最小也不为零，所以不能实现电压从零连续变化．

Answer 1

分析 （1）本实验中，滑动变阻器、电流表、灯泡应串联，电压表与灯泡并联，根据灯泡规格选择电表量程；
（2）闭合开关，灯泡不亮，可能是灯泡短路、或灯泡断路、或灯泡之外电路存在断路；电流表指针不动，说明电路断路；电压表有示数，说明电压表与电源两极相连，与电压表并联的小灯泡之外不存在断路；综合分析可知，电路故障是灯泡断路；
（3）由图象读出电压为2.5V时通过灯泡的电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率；根据灯丝的电阻随温度的升高而变大；
（4）滑动变阻器与灯泡串联，从灯泡有电阻这一角度分析．

解答 解：
（1）测量小灯泡的电功率实验中，滑动变阻器、电流表、灯泡应串联，电压表与灯泡并联；
灯泡额定电压2.5V，所以电压表使用0-3V量程；
由P=UI可得，I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{2.5V}$=0.4A，灯泡正常发光的电流小于0.4A，所以电流表使用0-0.6A量程．如图所示：
；
（2）闭合开关后，灯泡不亮，电流表指针几乎不动，说明电路中断路，电压表有示数，说明电压表到电源间是通路，所以产生这一现象的原因是灯泡断路或灯泡与灯座接触不良；
（3）由图象读出电压为2.5V时通过灯泡的电流为0.26A，
灯泡的额定功率P_额=UI=2.5V×0.26A=0.65W；
由图象知，灯泡两端电压变化大于电流变化，所以灯泡的电阻随电压的增大而增大，而灯丝的材料不变，长度、横截面积几乎不变，电压增大时灯丝的温度升高，这是导致灯泡电阻变化的主要因素；
（4）由题意可知，滑动变阻器与灯泡串联，闭合开关时，滑动变阻器连入阻值为其最大值，因为灯泡有电阻，灯两端分得的电压最小，但不能为0，所以不能实现灯泡两端电压从零连续变化到2.5V．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）灯泡灯丝断了或灯泡与灯座接触不良；
（3）0.26；0.65；增大；灯泡电阻受温度影响；
（4）不能；当滑片移至变阻器最左端时，电路中电阻最大，流过灯泡的电流最小但不为零，电压最小也不为零，所以不能实现电压从零连续变化．

点评 本题考查了实物连接、电路故障分析、求功率等问题，要能从图象中获取有用信息，同时还考查了对电阻与温度关系的认识和理解．