Question

6．為探究不同電壓下燈泡的實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系，小明同學(xué)選擇了額定電壓為2.5V的燈泡，連接了如圖所示的電路．

（1）閉合開關(guān)前，小明發(fā)現(xiàn)連錯(cuò)了一根導(dǎo)線，使得燈泡和電壓表處于短接狀態(tài)（選填“短路”或“短接”）．請(qǐng)?jiān)阱e(cuò)誤導(dǎo)線上打“×”，并畫出正確的導(dǎo)線．
（2）改接后，閉合開關(guān)，小明發(fā)現(xiàn)燈泡發(fā)光特別亮，此時(shí)電流表、電壓表均有示數(shù)，則出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是滑動(dòng)變阻器滑片未滑到最大值處．
（3）再次閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，記下燈泡的不同電壓和電流值，并畫出對(duì)應(yīng)的U-I關(guān)系圖象a．如圖乙所示，此時(shí)燈泡的額定功率為0.625W．當(dāng)電壓表示數(shù)為1.8V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，此時(shí)燈泡的功率為0.396W．
（4）根據(jù)圖象a中的有關(guān)數(shù)據(jù)，并通過計(jì)算，可以得出的結(jié)論是燈絲電阻隨溫度的升高而增大．你認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)缺少的測(cè)量步驟是實(shí)際電壓高于額定電壓下燈泡的實(shí)際功率．
（5）若用該電阻的阻值，畫出對(duì)應(yīng)的U-I關(guān)系圖象b，如圖乙所示．則定值電阻的阻值等于燈泡正常工作電阻．（選填“大于”，“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 （1）導(dǎo)線直接接在用電器兩端叫短接，由圖判斷，并修改；
（2）電表均有示數(shù)，說明電路并沒有斷路，燈泡發(fā)光特別亮，說明電路中電流大，由此從滑動(dòng)變阻器上分析原因；
（3）由圖象讀出額定電壓下燈泡的電流，由P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；由丙圖讀出1.8V時(shí)燈泡的電流，計(jì)算實(shí)際功率；
（4）根據(jù)圖乙中a的圖線，分別計(jì)算幾組燈泡的電阻值得出結(jié)論；探究不同電壓下燈泡的實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)在電壓低于、等于、高于額定電壓下分別測(cè)實(shí)際功率比較燈泡的亮度；
（5）由圖乙中比較電壓為2.5Va和b電阻即可．

解答 解：
（1）由圖燈泡右側(cè)到電壓表左側(cè)的導(dǎo)線使燈泡和電壓表被短接，并且電流從電壓表負(fù)接線柱流入，將滑動(dòng)變阻器到燈泡右側(cè)改接燈泡左側(cè)即可，如圖所示：

（2）電表均有示數(shù)，說明電路沒有斷路，閉合開關(guān)燈泡就發(fā)光特別亮，說明電路中電流大，電阻小，所以原因可能是滑動(dòng)變阻器的滑片未滑到最大值造成的；
（3）由乙圖當(dāng)燈泡電壓為2.5V，通過燈光的電流為0.25A，則燈泡的額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
當(dāng)燈泡電壓為1.8V時(shí)，由丙圖電流表使用0-0.6A量程，讀出為0.22A，則燈泡的實(shí)際功率為P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=1.8V×0.22A=0.396W；
（4）由圖乙中a圖線，當(dāng)U₁=1.0V時(shí)，通過燈泡電流I₁=0.15A，R₁=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.0V}{0.15A}$≈6.7Ω；
當(dāng)U₂=1.5V時(shí)，通過燈泡電流I₁=0.2A，R₂=$\frac{{U}_{2}}{{I}_{2}}$=$\frac{1.5V}{0.2A}$=7.5Ω；
當(dāng)U₃=2.5V時(shí)，通過燈泡電流I₁=0.25A，R₃=$\frac{{U}_{3}}{{I}_{3}}$=$\frac{2.5V}{0.25A}$=10Ω；
由此可得：燈絲電阻隨溫度的升高而增大； 探究不同電壓下燈泡的實(shí)際功率與額定功率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)在電壓低于、等于、高于額定電壓下分別測(cè)實(shí)際功率比較燈泡的亮度．實(shí)驗(yàn)中還缺少實(shí)際電壓高于額定電壓下燈泡功率的測(cè)量；
（5）由圖象在燈泡正常工作時(shí)，即電壓U=2.5V，電阻與燈泡的電流相等，由R=$\frac{U}{I}$可知它們的電阻此時(shí)相等．
故答案為：（1）短接；實(shí)物圖見上圖：
（2）滑動(dòng)變阻器的滑片未滑到最大值；
（3）0.625；0.396；
（4）燈絲電阻隨溫度的升高而增大；實(shí)際電壓高于額定電壓下燈泡的實(shí)際功率；
（5）等于．

點(diǎn)評(píng) 本題通過燈泡功率的測(cè)量考查了實(shí)物連接、電功率和電阻的計(jì)算等，這些都�？嫉膯栴}，我們需要掌握好．