Question

6．小明學習了電功率后，用額定電壓分別為2.5V、6V的燈泡L₁和L₂設計了如圖所示的電路圖，來探究燈泡的發(fā)光亮度與哪些因素有關．

（1）小燈泡發(fā)光時，將電能轉化為內能和光能．
（2）探究L₁的亮度時，只閉合S、S₁，發(fā)現電壓表有示數，電流表無示數，則電路故障可能是燈泡處斷路．
排除故障后，繼續(xù)實驗，收集的數據及現象如表一．

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

（3）探究L₂的亮度時，只閉合S、S₂，進行實驗，收集的數據及現象如表二．
表二：

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
4	1	0.28	很暗
5	2.5	0.38	暗
6	6	0.72	很亮

（4）分析兩表可知，同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度是由實際功率決定的，不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應與電能轉化為光能的轉化效率有關．
（5）完成探究后，小明用電源、電流表、滑動變阻器、電阻箱（）各1個、2個開關及若干條導線，對額定電流為0.1A的小燈泡的額定功率進行了測定（考慮溫度對燈泡電阻的影響）．請在虛線框內畫出他設計的電路圖．

Answer 1

分析 （1）小燈泡發(fā)光時將電能轉化為內能與光能．
（2）常見的電路故障有：斷路與短路，根據電路故障現象分析電路故障原因．
（4）同一燈泡的亮度與燈泡的實際功率有關，不同燈泡的亮度與燈泡把電能轉化為光能的效率有關．
（5）測燈泡額定功率需要測出燈泡的額定電流與額定電壓，現在只有電流表而沒有電壓表，可以把燈泡與電阻箱并聯，測出燈泡正常發(fā)光時通過電阻箱的電流，讀出電阻箱的阻值，由歐姆定律及并聯電路特點求出燈泡正常發(fā)光時的電壓，然后由電功率公式求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）小燈泡發(fā)光時，消耗了電能，得到了光能和內能，故將電能轉化為內能和光能．
（2）由電路圖可知，只閉合S、S₁，燈L₁和滑動變阻器串聯連接，電流表測量電路中的電流，電壓表測量燈泡兩端電壓；
電流表無示數，說明電路存在斷路，電壓表有示數，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，即電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，故燈泡處斷路；
（4）由表中實驗數據可知：同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實際功率有關，不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應與電能轉化為光能的轉化效率有關．
（5）使燈泡與變阻箱并聯，滑動變阻器串聯在干路中，電流表串聯在干路中，燈泡和電阻箱支路中各有一個開關控制，如下圖所示：

故答案為：（1）內；（2）燈泡處斷路；（4）實際功率；電能轉化為光能；（5）見上圖．

點評 本題考查了能量的轉化、電路故障分析、實驗數據的分析和觀察能力，以及實際功率和電能轉化為光能的轉化率決定燈泡的亮度的了解．（5）問是該題的難點，考查了測定小燈泡電功率實驗，創(chuàng)造性的設計測定小燈泡的測量實驗，實驗設計有一定難度，需要對實驗過程深入理解和熟練掌握．