Question

3．小明想利用额定电压为2.5V的小灯泡进行“测量小灯泡的电功率”实验，已知电源电压为3V．
（1）图甲是他画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将如图乙所示的实物图连接完整（导线不要交叉）．

（2）经检查无误后，闭合开关，为了测量小灯泡的额定功率，在移动滑动变阻器的滑片时，眼镜要注意观察电压表，直至其示数为2.5V．
（3）他完成实验后，在帮助其他实验小组的过程中，发现某实验小组在完成本实验中电路出现故障．请你根据故障现象和检测结果，在下表的空格内写出发生故障的原因．

故障现象	检测结果	发生故障的原因
灯泡不亮，电压表示数较大，电流表几乎无示数	取下灯泡，电压表和电流表的示数均不变

（4）他在参与某实验小组进行评估时，发现该实验小组额实验记录分析表如下：

实验序号	小灯泡两端的电压U/V	通过小灯泡的电流I/A	小灯泡的电功率P/W	额定功率Pw/W
1	2.0	0.24	0.48	P额=$\frac{0.48+0.70+0.96}{3}$W≈0.71W
2	2.5	0.28	0.70
3	3.0	0.32	0.96

你认为该小组的数据处理过程是否正确？答：不正确，理由是：不能把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率
（5）小明利用该实验数据，作出了I-U图象，发现图象不是直线，这是因为灯丝电阻随温度的升高而增大．

Answer 1

分析 （1）本实验中电流表、灯泡、变阻器应串联，变阻器一上一下接入电路；
（2）要测灯泡的额定功率需要将灯泡电压调到2.5V；
（3）常见的电路故障有：断路与短路，根据电路故障现象分析电路故障原因；
（4）灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯泡在额定电压下的功率是额定功率，求不同电压下的实际功率作为额定功率是错误的；
（5）灯泡的灯丝会随温度的变化而改变，这是造成电流与电压不成正比的真正原因．

解答 解：
（1）测量小灯泡的电功率实验中，电流表、灯泡、变阻器应串联，变阻器一上一下接入电路，由表格数据可电流表应使用0-0.6A量程，如图所示：
；
（2）灯泡电压等于额定电压时正常发光，为了测量小灯泡的额定功率，在移动滑动变阻器的滑片时，眼镜要注意观察电压表，直至其示数为2.5V为止；
（3）如果灯泡断路，则灯泡不亮，电路断路，电流表指针几乎不动，电压表与电源两极相连，测电源电压，电压表示数较大，取下灯泡，电压表与电流表示数不变，则电路故障是灯泡断路；
（4）灯泡在不同电压下的实际功率不同，灯泡在额定电压下的功率是额定功率，由实验数据记录表格可知，在实验数据处理过程中，求不同电压下的实际功率作为额定功率，这是错误的；
（5）图线弯曲说明灯泡的电阻值是变化的，不是定值，这是因为灯丝电阻随温度升高而增大，灯泡两端电压越大，通过灯的电流越大，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，电阻越大，所以图线不是直线．
故答案为：（1）见上图；（2）电压；2.5V；（3）灯泡断路；（4）不正确；不能把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率；（5）灯丝电阻随温度的升高而增大．

点评 本题考查了连接电路图、电表的调节、电路故障分析、图象分析等问题，灯丝电阻与温度的关系等问题，要注意灯泡在不同电压下的实际不功率是不同的．