Question

在测定“小灯泡电功率”的实验中，电源电压为3V，小灯泡额定电压为2.5V、电阻约为10Ω．
（1）小青同学设计了实验电路图，并按电路图连接好了电路（如图乙），请你在甲方框中画出小青同学设计的电路图，并将实物图连完整．

（2）连接电路时，开关处于________状态，闭合开关前，乙图中滑动变阻器的滑片P应位于________（选填“A”或“B”）端．
（3）闭合开关后，发现电流表、电压表都没有示数，灯泡也不亮，于是她将从电压表接到灯泡接线柱F的导线端拆下分别触碰C、B、H、G接线柱，并闭合开关，发现接C时，电压表无示数，接B、H、G时电压表都有示数，电路故障可能是________．
A．滑动变阻器断路　　　　　　　B．滑动变阻器短路
C．灯丝断了　　　　　　　　　　 D．灯泡短路
（4）移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图丙所示）为________V，若他想测量小灯泡的额定功率，应将图乙中滑片P向________（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）小青同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丁所示的I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是________W，此时的电阻是________Ω，该图象不是直线，原因是________．

Answer 1

解：（1）在实物图中，电压表和滑动变阻器没有连接完毕，根据电压表并联在被测电阻两端，根据被测小灯泡的额定电压为2.5V，电压表应选3V的量程；滑动变阻器采取“一上一下”的接法．根据实物图按照电流流向画出电路图．如下图：

（2）滑动变阻器接右半段，滑片处于A端，滑动变阻器连入电路的电阻最大，电路电流最小，对电路起保护作用．
（3）开关试触时，电流表无示数，电路断路，电路只有一处断路，电压表负接线柱与电源负极相连，接到灯泡接线柱F的导线为正接线柱，接触各点时．
接B、H、G时电压表都有示数，即断路在电压表并联的两点之间．
接C时，电压表无示数，说明断路在电压表并联的C点之外，所以可以断定断路C点和B之间的滑动变阻器上．故选A．
（4）电压表使用0～3V量程，每一个大格代表1V，每一个小格代表0.1V，电压为2.2V．
要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V．
（5）由图象知，当灯的电压是2.5V时，对应的电流值为0.2A，额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
电阻为R===0.75Ω；
小灯泡的电流随电压变化的图象不是一条直线，说明小灯泡的电阻不是定值，并且灯丝的电阻随电压的增大而升高，即灯丝的电阻随温度的升高而增大．
故答案为：（1）图略；（2）断开；A；（3）A；（4）2.2；B；（5）0.5；12.5；灯丝的电阻随温度的升高而增大．
分析：（1）在伏安法测功率的实验中，电压表应并联在被测灯泡两端，电压表应根据被测小灯泡的额定电压确定，注意接线柱的正确连接，滑动变阻器的接法应是“一上一下”．根据实物图按照电流流向画出电路图．
（2）闭合开关前，滑动变阻器滑片处于最大阻值处．
（3）用电压表检查电路故障时，当电路出现一处断路时，
如果断路在电压表并联的两点之间，电压表串联在电路中，测电源电压，电压表示数等于电源电压．
如果断路在电压表并联的两点之外，电压表并联的部分无电流，无电压，电压表示数为0．
（4）读出电压表示数为2.2V，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小．
（5）从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P=UI计算额定功率；根据R=计算电阻；该图象不是直线，即电压和电流的比值不是定值，说明小灯泡发光的过程中，影响电阻大小的因素是存在的．
点评：本题考查了实物图的连接，电压表的读数，故障问题、串联电路的分压作用及额定功率的计算，功率计算，从图象获取信息的能力，最近两年从图象中获取信息频频出现，一定要掌握这种能力．