Question

小梅同學測定標有“2.5V”燈泡的額定功率的實驗，所用燈泡的電阻大約10Ω左右，滑動變阻器的最大阻值50Ω．

（1）如圖甲是實驗的實物電路，但連接不完整，請你完成電路的連接．要求兩表量程選取合理，滑片向左移動燈變亮．
（2）正確連好電路后，閉后開關前應把滑動變阻器滑片的位置調到______（填寫“A端”或“B端”）．滑動變阻器的用一是保護電路；二是______．
（3）閉合開關S，小明發現燈泡不發光，電流表有示數，電壓表也有示數，其原因可能是______
A．小燈泡短路　　　　　　　　　　　　　B．小燈泡的燈絲斷了
C．小燈泡的燈座接觸不良　　　　　　　　D．滑動變阻器進入電路中的阻值太大
（4）實驗過程中，第一次把電壓表示數調為______V時，小燈泡達到額定功率，此時電流表的示數如圖乙所示，其值為______A，則測得小燈泡的額定功率為______W．實際實驗的有關記錄與計算如下表：

實驗次數	1	2	3
電壓（V）		1.5	3.0
電流（A）		0.16	0.26
功率（W）		0.24	0.78

該同學注意到燈的亮度變化是：第一次比第二次亮，第三次比第一次更亮．根據他觀察的現象和實驗數據分析，可得出電功率和燈的亮度的有關結論：①則燈泡的亮度由______決定；②______．
（5）這個實驗記錄也可以用來計算燈絲的電阻，并完成了有關計算如下表：

實驗次數	1	2	3
電壓（V）	2.5	1.5	3.0
電流（A）	0.24	0.16	0.26
燈絲電阻（Ω）	10.42	9.38	11.54

你認為，用上面三次燈絲電阻阻值的平均值，作為小燈泡正常發光時燈絲電阻的阻值是______的（選填“可以”或“不可以”）；小梅又想了想，老師講課時告訴大家：導體的電阻與電壓、電流無關，怎么測出燈絲的電阻三次卻不一樣呢？請你對此作出可能性的解釋：______．

Answer 1

解：（1）∵燈泡的額定電壓U_額=2.5V，∴電壓表量程選為0～3V；
又∵燈泡額定電流約為I_額===0.25A＜0.6A，電流表量程為0～0.6A；
而滑動變阻器的滑片P向左滑動時燈泡變亮，所以滑動變阻器的下接線柱應接A．
電路連接如下：

（2）為了保護電路，在接線過程中，開關應斷開，以避免因接線錯誤造成短路將電源燒壞； 同理為了避免電路中電阻過小而燒壞電源或電表，在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到阻值最大處，故應將滑動變阻器的滑片P移到B端，滑動變阻器還起到改變電路中的電流和燈泡兩端的電壓的作用．
故答案為：B端、改變電路中的電流（或燈兩端電壓）．
（3）A、當小燈泡短路時，電壓表也會被短路，沒有示數，不符合題意，故該選項錯誤；
B、當小燈泡的燈絲斷了時，電路發生了斷路，電流表和電壓表都會沒有示數，不符合題意，故該選項錯誤；
C、當小燈泡的燈座接觸不良時，和電路斷路的情況是一樣的，電流表和電壓表都會沒有示數，不符合題意，故該選項錯誤；
D、當滑動變阻器進入電路中的阻值太大時，電路中的電流會很小，因此燈會不亮，但是電流表和電壓表會有示數，符合題意，故該選項正確．
故答案為：D．
（4）標有“2.5V”燈泡的額定電壓就是2.5V，電流表選擇0～0.6A量程，對應的分度值是0.02A，指針指在0.2A后面第2個小格上，因此電流表讀數為0.24A，
則小燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.24A=0.6W．分析表中數據可以得出：實際功率越大，燈泡的亮度越大；實際電壓越高，實際功率越大，燈泡就會越亮．
故答案為：2.5；0.24；0.6；實際功率；實際電壓小于額定電壓時，實際功率小于額定功率，燈泡發光變暗．
（5）由于燈絲的電阻不是固定不變的，會隨著溫度變化而變化，因此不能用求平均值的方法得出燈絲正常發光時的電阻，燈絲正常發光時的電阻應該等于正常發光時的電壓和正常發光時的電流的比值．
故答案為：不可以；燈絲的電阻與溫度有關．
分析：（1）將小燈泡標的額定電壓與電壓表的小量程進行比較，就可確定電壓表的量程；根據燈泡的額定電壓和電阻可求其額定電流，然后將其與電流表0.6A量程進行比較，就可確定電流表的量程；滑動變阻器的滑片P向左滑動時燈泡變亮，所以滑動變阻器的下接線柱應接A；
（2）為了保護電路，在接線過程中，開關應斷開；在閉合開關前，滑動變阻器的滑片P應移到阻值最大處；
（3）閉合開關后，燈不亮，但是電流表和電壓表都有示數；電流表有示數，說明電路中有電流，無斷路，但是電流值很小，說明電路中電阻很大；電壓表有示數，說明小燈泡沒有發生短路．
（4）額定功率為小燈泡在額定電壓下發揮的功率，等于額定電壓和額定電流的乘積，即P=UI；燈泡的亮度是由實際功率決定的，實際功率是由燈泡兩端的實際電壓決定的，燈泡兩端的電壓越高，等就會越亮．
（5）影響電阻的因素除材料、長度、橫截面積這三個因素之外，還有溫度，尤其是金屬導體，其電阻的隨溫度的變化特別明顯；也就是說燈泡在發光的過程中，燈絲的電阻不是固定不變的．
點評：本題考查了電壓表、電流表和滑動變阻器的使用方法及用伏安法測燈泡的額定功率．只有當燈泡兩端的實際電壓等于其額定電壓時，燈泡才會正常發光，額定功率等于其實際功率．