Question

李娟同學按如圖甲所示設計電路，測標有“2.5V”字樣燈泡的功率，所連成的實物如圖乙所示．

（1）她仔細檢查后發(fā)現實物連接有誤，但只需改變一根導線的連接就能改為如圖甲所示的正確電路，請在乙圖連接錯誤的那根導線上畫“×”，并用筆畫線代替導線改正過來．
（2）如圖閉合開關后出現下表所示情況，請你確定她分析可能原因中

燈泡短路

正確的．

故障現象	分析原因
電流表示數為0 電壓表示數不為0	電壓表短路
	燈泡斷路
	滑動變阻器接入C、D兩點

（3）她在連接電路的過程中，開關應

斷開

，閉合開關之前，應將滑動變阻器的滑片調到

最大阻值

的位置．
（4）她按實物連接要求連接好后，閉合開關發(fā)現燈泡沒有發(fā)光，接下來她應

立即斷開開關，檢查故障原因

．
（5）她在實驗時，設計了一個記錄數據的表格：

實驗次數	U/V	I/A	P/W	功率平均值
1
2
3

你認為她設計的不妥之處是

功率平均值

．
（6）他在進行實驗時，測量數據隨意記錄在一片紙上，如圖丙根據他所測的數據，燈泡正常發(fā)光時的功率

0.5

W．
（7）根據實驗數據，你有什么新發(fā)現？在橫線上寫出新發(fā)現：

燈絲的電阻隨兩端電壓增大而增大

．你分析導致的原因可能是

燈絲的電阻受溫度的影響

．
（8）根據這些數據推理得知，家庭電路中白熾燈燈泡多數是在開關閉合瞬間燈絲燒斷，原因是此時電阻

小

，實際功率

大

．（填“大小不變”、“大”、“小”）
（9）平時我們都沒有考慮電流表，電壓表的電阻對電路的影響．實際情況電壓表的電阻很大，電流表電阻很�。畡t她所設計的電路中

電流

表對測量結果會產生影響．

Answer 1

分析：（1）測標有“2.5V”字樣燈泡的功率時，燈泡和滑動變阻器組成串聯電路，電流表測電流，電壓表測量燈泡兩端的電壓；
（2）電壓表有示數說明與電壓表串聯的電路是通路，電流表無示數說明電流表短路或滑動變阻器并聯的部分斷路；
（3）為了保護電路，連接電路時，開關處于斷開狀態(tài)，滑動變阻器的滑片處于最大阻值處；
（4）燈泡不亮的原因有兩個：沒有電流通過或雖有電流通過、但太小；是否有電流可以由電流表、電壓表指針是否偏轉確定；
雖有電流通過、但太小可以通過調節(jié)滑動變阻器來觀察燈泡是否發(fā)光來判斷；
（5）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時的功率，是固定不變的；
（6）根據圖找出額定電壓對應的電流，根據P=UI求出燈泡的額定功率；
（7）通過計算電阻大小，說明燈絲電阻大小變化的情況；燈絲電阻變化的原因是燈絲的溫度在變化；
（8）用電器中實際功率越大，越容易燒毀，結合電阻與溫度的關系和P=

U2

R

，從而可以確定白熾燈在剛開燈的瞬間容易燒毀的原因．
（9）電壓表測量燈泡的實際電壓，電流表測量電壓表和燈泡的總電流，大于燈泡的電流，會使電阻的測量值偏�。�

解答：解：（1）電壓表測量燈泡兩端的電壓，應并聯在燈泡的兩端，圖中電壓表與燈泡和滑動變阻器并聯了，且正負接線柱連接錯誤．如下圖所示：

（2）閉合開關后，電流表示數為0，電壓表示數不為0說明可能的電路故障為電流表短路或電壓表并聯的部分斷路，結合選項可知選燈泡斷路．
（3）根據電路圖連接實物圖時，開關處于斷開狀態(tài)，避免連接完最后一根導線，電路中就有電流，可能會損壞電路元件．
滑動變阻器的滑片處于阻值最大，使電路中的電流最小，對電路起到保護作用．
（4）閉合開關發(fā)現燈泡沒有發(fā)光，接下來她應立即斷開開關，檢查故障原因．
（5）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時的功率，當燈泡兩端電壓不等于額定電壓時，根據P=UI求出的功率不是額定功率，
所以不能通過求功率平均值的方法來求燈泡的額定功率．
（6）由I=

U

R

可知，燈泡兩端的電壓增大時，對應的電流也增大，所以電壓1.0V、2.5V、2.8V對應的電流為0.1A、0.2A、0.21A；
當U=2.5V時，I=0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W．
（7）由表中數據計算：根據R=

U

I

可得依次對應的電阻為10Ω、12.5Ω、13.3Ω，對應的功率為0.1W、0.5W、0.588W，
由此可知，燈絲的電阻隨兩端電壓增大而增大；燈絲的溫度越高，燈絲電阻變大，即燈絲電阻變化的原因是燈絲的溫度在變化．
（8）燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大，當開關剛接通時，根據P=

U2

R

可知，此時的實際功率較大，所以此時的白熾燈更容易燒毀．
（9）電壓表測量燈泡的實際電壓，電流表測量的是電壓表和電阻的總電流，所以她所設計的電路中電流表對測量結果會產生影響．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）燈泡斷路；
（3）斷開；阻值最大；
（4）立即斷開開關，檢查故障原因；
（5）功率平均值；
（6）0.5V；
（7）燈絲的電阻隨兩端電壓增大而增大，燈絲的電阻受溫度的影響
（8）小；大；
（9）電流．

點評：本題考查了電路圖正誤的判斷、電路故障的判斷、電功率的計算、實驗的評估等，關鍵是會根據滑片的移動確定燈泡電流與兩端電壓之間的變化關系、電流表與電壓表對實驗的影響綜合性強，難度較大．