Question

小明在进行“测量小电灯的功率”的实验时，实验台上给他提供的器材有：三节干电池、电流表（0～0.6A、0～3A）、电压表（0～3V、0～15V）、滑动变阻器（20Ω、1A）、额定电压为2.5V的小电灯（正常发光时的电阻约为7Ω）、开关各一个，导线若干．
（1）在图1中用笔画线代替导线完成该实验的电路连接；（请正确选择电表量程）

（2）闭合开关前应把滑动变阻器滑片的位置调到________（填写“C”或“D”）端．
（3）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，产生此故障的原因可能是下列情况中的________．（填写序号）
A．小电灯短路　　　B．小电灯的灯丝断了　　C．小电灯的灯座接触不良
D．电压表的正、负接线柱接反　　 E．变阻器滑片放在了最小阻值处

电压U/V	1.5	2.0	2.5
电流I/A	0.22	0.26	0.30
功率P/W	0.33	0.52
发光情况	灯丝暗红	微弱发光	正常发光

（4）排除故障后，调节滑动变阻器测得如下表所示的三组数据．
①根据他们观察的现象和记录的实验数据分析，你可得出什么结论（请说出两点）：
A、小灯泡的额定功率是________W；B、________．
②请在坐标图中作出小灯泡的电压和电流的关系图象．
（5）小明还注意到，这个实验记录也可以用来计算小灯泡灯丝的电阻，并发现灯丝的电阻值随电压升高而增大，同学们想：导体的电阻不是与电压、电流无关吗？怎么会有这样的结论呢？请你给他们作出合理的解释________．

Answer 1

解：（1）灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表选0～3V的量程；灯泡的额定电流约为 I==≈0.36A＜0.6A，所以电压表选0～0.6A的量程． 使灯泡、电流表、滑动变阻器串联连接电压表与灯泡并联．如图．

（2）因为在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处，所以应把滑动变阻器滑片移到D端；
（3）电流表的示数为零，电压表的示数为6V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路开路，B、C选项正确．
（4）①由表格可知，A灯泡的额定电流为0.3A，所以灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；B随功率的升高，可以看到灯变亮，故功率越大灯越亮；
②由描点法作出图象，注意不能是直线．图象如图：

（5）灯丝电阻变大，是因为通电时间长使灯丝温度升高，故温度越高灯丝的电阻越大．
故答案为
（2）D；
（3）B、C；
（4）①0.75；实际功率越大，灯泡越亮；
（5）这是由于灯丝的电阻由于温度的升高而增大；
分析：（1）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程；根据I=求出灯泡的额定电流确定电流表的量程；然后将电流表、灯泡以及滑动变阻器串联起来，最后把电压表并联在灯泡两端；连接过程中，注意电压表、电流表的量程，正负接线柱，连接方式；注意滑动变阻器选择一上一下串联在电路中．
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到阻值最大处；
（3）闭合开关后，小明发现灯泡不发光，电流表的示数为零，电压表的示数为6V，说明问题出在电压表两接线柱之间的电路，短路不对（这样电压表示数为0），只能是开路；
（4）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，根据P=UI求出灯泡的额定功率．从表中数据找出灯泡亮度与灯泡实际功率的关系．
根据表中数据，在坐标轴中描出坐标点，然后将各点用平滑曲线连接起来．
（5）金属电阻，其阻值随温度的升高而变大，故可以考虑由于通电时间长而使温度升高，电阻变大；
点评：本题涉及电压表和电流表量程的选择、实物图的连接、电路故障分析、电功率的计算，注意灯丝的U-I图象是一条曲线，主要原因是因为随温度的升高使灯丝电阻变大．本题虽然综合性强，但都属于基础知识，难度适中．