Question

測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)器材如圖1所示，其中小燈泡上標(biāo)有“3.8V”的字樣，它的電阻約10Ω．

（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖1中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路（導(dǎo)線不要交叉）．
（2）小剛合理地連接好電路，閉合開關(guān)，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器燈泡都不亮．于是小剛提出以下猜想：
A．可能是燈絲斷了   
B．可能是小燈泡短路
C．可能是變阻器開路
究竟哪個(gè)猜想正確，可根據(jù)電流表和電壓表的示數(shù)進(jìn)行判斷（電流表、電壓表均無故障）．下表給出了電流表、電壓表可能出現(xiàn)的幾種情況，請判斷每種情況下哪個(gè)猜想是正確的，并把其序號填寫在對應(yīng)的空格里．

電流表	電壓表	判斷結(jié)果
示數(shù)不為零	示數(shù)為零
示數(shù)為零	示數(shù)不為零
示數(shù)為零	示數(shù)為零

（3）小剛排除故障后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表示數(shù)如圖2所示，則通過小燈泡的電流為

 

A，小燈泡的額定功率為

 

W．
（4）做完實(shí)驗(yàn)后，程躍將測燈泡實(shí)際功率實(shí)驗(yàn)與以前做過的測某一固定電阻阻值的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)有許多相似的地方，也有不同之處．請你寫出一個(gè)不同之處：

 

．
（5）程躍根據(jù)測量燈泡實(shí)際功率的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出了I-U圖象，如圖3所示．結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖線不是直線，這表明燈泡的電流與電壓不成正比．程躍很納悶，請你幫助他分析原因

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程；伏安法測燈泡額定電功率，應(yīng)把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，據(jù)此連接電路圖；連接電路時(shí)，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，注意滑動(dòng)變阻器的接法．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡電路存在斷路或短路造成的，根據(jù)電表示數(shù)情況判斷電路故障原因．
（3）由圖2所示電流表確定電流表量程與分度值，讀出電流表示數(shù)，然后由電功率公式求出燈泡額定功率．
（4）根據(jù)對兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的掌握，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、原理等方面分析答題．
（5）可從溫度對燈泡電阻的影響分析原因．

解答：解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表應(yīng)選0～15V量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，電流表選0～0.6A量程，伏安法測燈泡電功率的實(shí)物電路圖如圖所示．
（2）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；
①電流表示數(shù)不為零，說明電路不存在斷路，燈泡不亮只能是燈泡短路造成的，故B正確；
②電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路，電壓表示數(shù)不為零，說明電壓表兩接線柱與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路，故電路故障是燈泡斷路，故A正確；
③電流表示數(shù)為零，說明電路存在斷路，電壓表示數(shù)為零，說明電壓表兩接線柱與電源兩極不相連，電壓表并聯(lián)電路之外存在電路，可能是與燈泡串聯(lián)的滑動(dòng)變阻器開路，故C正確；電路故障原因如下表所示．

電流表	電壓表	判斷結(jié)果
示數(shù)不為零	示數(shù)為零	B
示數(shù)為零	示數(shù)不為零	A
示數(shù)為零	示數(shù)為零	C

（3）電流表量程是0～0.6A，由圖2所示電流表可知，電流表分度值是0.02A，
電流表示數(shù)是0.36A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.36A=1.368W；
（4）測燈泡實(shí)際功率的實(shí)驗(yàn)原理是：P=UI，測定值電阻阻值的實(shí)驗(yàn)原理是歐姆定律，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理不同．
（5）由于燈絲電阻隨溫度的升高而變大，燈絲電阻不是定值，
燈泡兩端的電壓與通過燈泡的電流不成正比，所以I-U圖象不是直線．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）如上表所示；（3）0.36；1.368；（4）實(shí)驗(yàn)原理不同；（5）燈絲電阻隨溫度的升高而變大．

點(diǎn)評：本題考查了連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、求燈泡額定功率、影響燈泡電阻的因素等問題，是實(shí)驗(yàn)的�？紗栴}，一定要掌握；連接電路圖時(shí)要注意電表量程的選擇，注意電表正負(fù)接線柱不要接反，要掌握滑動(dòng)變阻器的接法．