Question

5．小强同学要测量额定电压为2.5V小灯泡的功率：

（1）连接的不完整实物电路如图甲所示．请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接．
（2）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数且接近电源电压，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是小灯泡断路（或灯座断路）；．
（3）移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图乙所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.75W．观察图乙所示的I-U图象不是直线的原因灯丝的电阻随温度的升高而增大．
（4）整理器材时发现滑动变阻器的PB部分比PC部分热，原因电阻丝PB的电阻大于金属杆PC的电阻．

Answer 1

分析 （1）根据小灯泡的额定电压选择电压表的量程，将电压表并联在灯的两端；
（2）闭合开关电流表指针几乎不动，可能是电路断路；电压表有电阻示数接近电源电压，说明电压表与电源两端是连通的，电压表并联电路之外不存在断路；综合分析知电路故障原因是：小灯泡断路（或灯座断路）；
（3）从图象中确定额定电压及对应的电流值，根据公式P=UI计算出额定功率；
（4）根据焦耳定律结合串联电路电流及电阻的关系进行判断．

解答 解：（1）将电压表并联在灯泡的两端，灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为3V，所以电压表应选择0～3V的量程，如图所示；


（2）经分析电路的故障可能是：小灯泡断路（或灯座断路）；
（3）由图象知，当电压为2.5V时，电流表示数为0.3A，所以P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
由于灯丝的电阻随温度的升高而增大，R=$\frac{U}{I}$，所以I-U图象不是直线；
（4）电阻丝PB与金属杆PC串联，根据Q=I²Rt，两部分的电流相同，通电时间相同，由PB的电阻大于PC的电阻，所以PB部分产生的热量多，PB部分比PC部分热．
故答案为：（1）如上图所示；
（2）灯泡断路（或灯座断路）；
（3）0.75；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）电阻丝PB与金属杆PC串联，根据Q=I²Rt，两部分的电流相同，通电时间相同，由PB的电阻大于PC的电阻，所以PB部电阻分产生的热量多，PB部分比PC部分热．

点评 本题测灯泡的电功率，考查电路的连接、故障的分析、额定功率的计算、影响电阻大小的因素及焦耳定律的应用等知识，维度中等．