Question

10．在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓恒為6V，小燈泡的額定電壓為2.5V，正常發(fā)光時(shí)燈絲電阻約為5Ω，所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值40Ω．

（1）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線在圖甲中完成實(shí)物電路的連接；要求滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)阻值變大．
（2）小明正確連好電路后，閉合開關(guān)，小燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)很大．請(qǐng)指出故障的原因小燈泡斷路．
（3）某次實(shí)驗(yàn)中電壓表和電流表的示數(shù)如圖乙、丙所示，則此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為0.51W．要測(cè)量小燈泡的額定功率，正確的操作為：向A端移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V，最后利用公式求出額定功率．
（4）實(shí)驗(yàn)要求改變小燈泡兩端的電壓進(jìn)行多次測(cè)量，這樣做是為了測(cè)出小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率．
（5）如果考慮電流表和電壓表的內(nèi)阻，計(jì)算出的電功率大小跟真實(shí)值比，是偏大的（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓和燈正常工作時(shí)通過的電流確定電表的量程，注意電表正負(fù)接線柱和滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)阻值變大，選出滑動(dòng)變阻器的下接線柱；
（2）燈泡不亮說明某處斷路或燈短路，電壓表有示數(shù)，電壓表的正負(fù)接線柱與電源正負(fù)極之間連接是連通的，說明燈泡斷路，電流表無示數(shù)說明是某處斷路或電流表短路；
（3）進(jìn)行電流表、電壓表的讀數(shù)時(shí)，注意量程和分度值，將電壓值和電流值代入公式P=UI計(jì)算出實(shí)際功率；根據(jù)分壓原理，在串聯(lián)電路中，電阻越大分得的電壓越多；當(dāng)燈的實(shí)際電壓為額定電壓時(shí)，燈正常發(fā)光；
（4）改變小燈泡兩端的電壓，小燈泡的電功率隨著發(fā)生變化，這樣做是為了測(cè)出不同電壓下的電功率．
（5）根據(jù)電壓表與電流表所測(cè)量的量，分析電壓與電流的測(cè)量值與真實(shí)值間的關(guān)系，然后判斷電功率的測(cè)量值與真實(shí)值間的關(guān)系．

解答 解：（1）因燈的額定電壓為2.5V，所以電壓表選小量程0～3V，燈正常工作時(shí)的電流I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{5Ω}$=0.5A，電流表也選小量程0～0.6A，將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)阻值變大，所以滑動(dòng)變阻器接左下接線柱；
如圖所示：

（2）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，燈泡不亮、電流表無示數(shù)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚�電路中發(fā)生的故障可能是小燈泡斷路；
（3）圖乙電壓表示數(shù)為1.5V，圖丙電流表示數(shù)為0.34A，燈泡的實(shí)際功率P=UI=1.5V×0.34A=0.51W；
此時(shí)電壓表示數(shù)為1.5V，小于燈泡的額定電壓2.5V，應(yīng)增大燈泡的電壓，電源電壓不變，則應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)分壓知識(shí)可知，應(yīng)減小變阻器接入電路的阻值，所以應(yīng)向A端移動(dòng)滑片，使燈泡兩端的電壓為額定電壓2.5V；即正確的操作為：向A端移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V．
（4）改變小燈泡兩端的電壓小燈泡的實(shí)際功率隨之發(fā)生變化，改變小燈泡兩端電壓，是為了測(cè)出不同電壓下小燈泡的實(shí)際功率．
（5）由電路圖知，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表測(cè)得的電壓是準(zhǔn)確的；電流表測(cè)的是燈泡與電壓表的總電流，電流表測(cè)得的電流偏大；因此，由P=UI求出的功率測(cè)量值比真實(shí)值偏大；
故答案為：
（1）如上圖所示；（2）小燈泡斷路；（3）0.51；向A端移動(dòng)滑片，直到電壓表示數(shù)為2.5V；
（4）測(cè)出小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率；（5）偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖、實(shí)驗(yàn)操作、電壓表和電流表讀數(shù)、求功率、分析電功率的測(cè)量值與真實(shí)值間的關(guān)系等問題，考查知識(shí)點(diǎn)全面，是伏安法測(cè)功率�？純�(nèi)容，應(yīng)重點(diǎn)掌握．