Question

13．實(shí)驗(yàn)室購買了一批規(guī)格為“2.5V 0.75W”的小燈泡，小明利用其中一只燈泡做“測量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)．

（1）為使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，應(yīng)將燈泡右端的接線柱接電壓表的3（選填“3”或“15”）接線柱上．
（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)至右端（選填“左”或“右”）；閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，但電壓表示數(shù)接近電源電壓，則產(chǎn)生此故障的原因可能是燈泡斷路．
（3）排除故障后，閉合開關(guān)并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測得如下一組數(shù)據(jù)．其中第2組的電流表示數(shù)如圖丙所示，則第2組的電流是0.4A．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3
電壓U/V	2.0	2.5	3.0
電流I/A	0.34		0.44

①分析這組數(shù)據(jù)，你認(rèn)為該小燈泡是否合格：不合格，其原因是：電壓為2.5V時(shí)，其功率為1W，大于出廠規(guī)格
②假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細(xì)是一定的，則這個(gè)小燈泡內(nèi)鎢絲的長度與合格產(chǎn)品相比是長了還是短了？短了．

Answer 1

分析 （1）電壓表與燈泡并聯(lián)，由燈泡的額定電壓確定電壓表使用的量程注意電壓表的正負(fù)接線柱．
（2）閉合開關(guān)前，滑片置于最大阻值處，離接入的下面接線柱最遠(yuǎn)．
燈泡不發(fā)光，可能燈泡短路或斷路．電流表無示數(shù)，可以斷定燈泡斷路，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測電源電壓．
（3）根據(jù)電流表的量程和分度值以及指針的未知讀出電流值．
①通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得燈泡的額定功率，與燈泡上標(biāo)注的額定功率進(jìn)行比較，如果相等則合格，否則不合格．
②電壓相等時(shí)，知道功率，根據(jù)R=$\frac{{U}^{2}}{P}$比較電阻的大小，根據(jù)電阻大小的影響因素比較鎢絲的長短．

解答 解：（1）由燈泡的額定電壓可知電壓表選擇0～3V量程．
（2）閉合開關(guān)前，滑片處于最大阻值處起保護(hù)電路作用，滑片移至右端．
燈泡不發(fā)光，電流表無示數(shù)，電路斷路，電壓表示數(shù)等于電源電壓，說明此時(shí)電壓表串聯(lián)在電路中，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（3）電流表量程為0～0.6A，分度值為0.02A，因此燈泡的額定電流為0.4A；
①P=UI=2.5V×0.4A=1W＞0.75W，所以，燈泡不合格．
②由R=$\frac{{U}^{2}}{P}$知，電壓相等時(shí)，功率越大，電阻越小，鎢絲長度和橫截面積相同時(shí)，鎢絲越短，電阻越�。�
所以，實(shí)驗(yàn)用的燈泡鎢絲長度比合格燈泡的鎢絲長度短．
 故答案為：（1）3； （2）右；燈泡斷路；（3）0.4；①不合格；電壓為2.5V時(shí)，其功率為1W，大于出廠規(guī)格；②短了．

點(diǎn)評 本題涉及到選擇電壓表量程，滑動(dòng)變阻器接線柱，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的連入方式，判斷電路故障，讀電流表的示數(shù)，計(jì)算功率，以及判斷燈泡是否合格，涉及到的知識點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，給解題帶來困難．