Question

小明想利用以下提供的器材測量兩個(gè)小燈泡的電功率（小燈泡的額定電壓分別為2.5V、3.8V，阻值均約為10歐．）所提供的器材分別有：電流表、電壓表、單刀雙擲開關(guān)和電源（電壓約為6V）各一個(gè)，滑動(dòng)變阻器（“10Ω2A”“50Ω1A”）兩個(gè)，導(dǎo)線若干，單刀雙擲開關(guān)的符號(hào)是，當(dāng)?shù)栋獾缴线厱r(shí)，a，b兩個(gè)接線柱連通；刀扳到下邊時(shí)，a，c兩個(gè)接線柱連通．
（ 1）請(qǐng)按下面的要求在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．（要求：設(shè)計(jì)一個(gè)電路，只能通過開關(guān)改變電路連接，完成兩個(gè)小燈泡電功率的測量；用一個(gè)滑動(dòng)變阻器．）
（2）請(qǐng)你幫助小明在下面畫出記錄一只小燈泡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格．
（3）小明按符合設(shè)計(jì)要求的電路圖正確連好電路后，將單刀分別擲于b，c兩點(diǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)小燈泡發(fā)光過亮，不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．為了完成實(shí)驗(yàn)，他應(yīng)：______．
（4）小明改裝錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，畫出了通過額定電壓為2.5伏小燈泡的電流隨其電壓變化關(guān)系曲線，如圖所示．則這只燈泡的額定功率
是______ W．
（5）由圖示可知，通過小燈泡的電流與它兩端的電壓不成正比，其原因是______．

Answer 1

解：（1）電流表串聯(lián)、電壓表與兩燈泡并聯(lián)，開關(guān)的分別與兩燈泡連接，如圖所示；
（2）表格中需要記錄三組結(jié)果，并分別記錄電壓、電流和電功率的大小，如下表所示；

測量次數(shù)	電壓U/V	電流I/A	電功率P/W
1
2
3

（3）燈泡過亮說明電路中的電流過大，電阻過小，因此因更換最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器；
（4）圖象中電壓2.5V對(duì)應(yīng)的電流約為0.25A，因此，其額定功率為P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
（5）根據(jù)圖中的曲線可初步判斷，燈絲的電阻不是固定的，它隨著溫度的升高而增大．
故答案為：（1）如圖；（2）見表格；（3）換用最大阻值為50Ω的滑動(dòng)變阻器；
（4）0.625；（5）燈絲的電阻隨溫度的升高而增大．
分析：（1）設(shè)計(jì)電路圖時(shí)，注意用電壓表與兩個(gè)燈炮并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，用滑動(dòng)變阻器控制整個(gè)電路，使所提供開關(guān)的b、c點(diǎn)與兩個(gè)燈泡連接；
（2）表格的設(shè)計(jì)要能記錄電壓、電流、電功率，同時(shí)要注意測量至少三次以上；
（3）燈泡的額定功率就是在額定電壓下的功率，因此可從圖中讀出數(shù)據(jù)，利用公式進(jìn)行計(jì)算；
（4）燈泡燈絲的阻值會(huì)隨溫度的變化而變化，因此是不可能完全成正比的．
點(diǎn)評(píng)：（1）設(shè)計(jì)電路圖關(guān)鍵是要明確實(shí)驗(yàn)的原理，知道各個(gè)元件在電路中發(fā)揮的作用；
（2）知道要測量和最終算出哪些數(shù)據(jù)，這就是我們要在實(shí)驗(yàn)表格中記錄的內(nèi)容；
（3）實(shí)驗(yàn)中選擇的器材要符合實(shí)驗(yàn)的要求才行，包括滑動(dòng)變阻器的阻值、電表的量程、小燈炮的規(guī)格等；
（4）本實(shí)驗(yàn)利用的原理是功率的公式P=UI，這是我們必須明確的；
（5）小燈炮燈絲的阻值會(huì)隨溫度的升高而增大，這也是一條普遍的規(guī)律，是我們應(yīng)該了解的．