Question

【題目】“探究小燈泡亮度與功率的關(guān)系”是我市今年實(shí)驗(yàn)加試中的一個(gè)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)器材有：兩節(jié)干電池組成的串聯(lián)電池組、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)、額定電壓為的小燈泡、燈座、導(dǎo)線若干。

(1)圖甲是一位同學(xué)在練習(xí)時(shí)連接的電路，他沒有檢查電路，只是把滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到了阻值最大的一端，就直接閉合了開關(guān)。這時(shí)出現(xiàn)的不正常的現(xiàn)象是：____________。

(2)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電路中有一處導(dǎo)線連接錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趫D甲中錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打“×”，并用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接正確。

（______）

(3)改正電路后，這位同學(xué)按要求完成了小燈泡在兩個(gè)電壓下電功率的測(cè)量，并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向________滑動(dòng)時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率變大，小燈泡的亮度變亮。

(4)完成實(shí)驗(yàn)后，該同學(xué)還想知道小燈泡額定功率，于是他移動(dòng)滑片使電壓表示數(shù)為，此時(shí)，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電流為_______，額定功率為_____。

(5)另一位同學(xué)認(rèn)為，無需重新測(cè)量，也能計(jì)算出小燈泡的額定電功率。他利用已經(jīng)測(cè)量的其中一組數(shù)據(jù)，計(jì)算出電壓下小燈泡的電阻，再根據(jù)計(jì)算小燈泡在下的額定功率。那么按此方案算出的小燈泡的額定功率與前一步測(cè)量的額定功率相比______（選填“偏大”“偏小”或“相等”），原因是：_______。

Answer 1

【答案】小燈泡不亮，電壓表無讀數(shù) 右 0.3 0.75 偏大 燈絲電阻隨溫度升高而增大，題中代入公式的電阻比小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻小，導(dǎo)致計(jì)算出的額定電功率偏大。

【解析】

本題考查測(cè)量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的電路連接及數(shù)據(jù)處理。

(1)[1]由實(shí)物圖連線可知，滑動(dòng)變阻器與電流表經(jīng)過小燈泡其中一個(gè)接線柱，直接相連，造成小燈泡短路，所以小燈泡不發(fā)光，而電壓表在電路中測(cè)小燈泡的電壓，所以電壓表沒有示數(shù)。

(2)[2]由實(shí)物圖連接可知，滑動(dòng)變阻器和電流表通過小燈泡的一個(gè)接線柱直接相連，小燈泡被短路，所以應(yīng)將與電流表正接線柱和燈泡相接的線，改接到小燈泡的另一個(gè)接線柱上。

(3)[3]由實(shí)物圖可知，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，當(dāng)滑片向右滑動(dòng)時(shí)，變阻器的電阻變小，電路中的總電阻變小，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，由得，小燈泡的實(shí)際功率變大，燈泡變亮。

(4)[4][5]由圖乙可知，電流表所接的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，所以電流表的讀數(shù)為：0.3A，此時(shí)電壓表示數(shù)為2.5V，即小燈泡正常工作，所以小燈泡的額定電流是0.3A，額定功率

P=UI=2.5V×0.3A=0.75W

(5)[6][7]由此方案算出的額定功率將偏大，因?yàn)闊艚z的電阻隨溫度的升高而變大，用電壓為1.5V代入算得的電阻，比電壓為2.5V，即正常工作時(shí)實(shí)際電阻小，導(dǎo)致電功率偏大。