Question

11．小明用如圖甲所示電路來測量小燈泡的電功率（部分實(shí)驗(yàn)器材的規(guī)格已標(biāo)明）．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖甲中滑動變阻器連入電路，使之接入電路的阻值最大．
（2）小明從滑動變阻器接入電路阻值最大時開始記錄數(shù)據(jù)，得到小燈泡U-I圖象如圖乙所示，則小燈泡的額定功率是0.75W，所用滑動變阻器的規(guī)格是下列兩個選項(xiàng)中的C（選填選項(xiàng)前字母）．
A、“5Ω  2A”B、“15Ω  2A”C、“25Ω  2A”D、“30Ω  2A”
（3）考慮到電壓表的電阻對電路的影響，必然會給測量結(jié)果帶來誤差，那么用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率時，測出的電功率會比實(shí)際功率大，其原因是電流表實(shí)際測量的是通過燈泡和電壓表的總電流，即測得的電流偏大，而電壓是準(zhǔn)確的，由P=UI知所測燈泡功率偏大．

Answer 1

分析 （1）滑動變阻器正確地連接在電路中，必須“一上一下”，滑動變阻器接入電路阻值的大小與接線方法和滑片位置都有關(guān)系；
（2）根據(jù)圖甲知燈泡的額定電壓，由圖乙確定額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算出額定功率；
根據(jù)圖象確定變阻器最大時，其兩端的電壓和電路中的電流值，根據(jù)歐姆定律計(jì)算出變阻器的最大阻值；
（3）電壓表測量燈泡兩端電壓U，電流表測量燈泡與電壓表的總電流I，總電流大于燈泡中的電流．根據(jù)P=UI$\frac{U}{I}$分析即可．

解答 解：
（1）實(shí)驗(yàn)中滑動變阻器要起到調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓的作用，應(yīng)“一上一下”串聯(lián)接入電路，由圖要使接入電路的電阻最大，接線柱需要選擇左下方的接線柱，如圖所示；
；
（2）由圖甲知，燈泡的額定電壓為2.5V，由圖乙知，當(dāng)燈泡電壓U_L=2.5V時，I=0.3A，
所以燈泡的額定功率：P=U_LI=2.5V×0.3A=0.75W；
當(dāng)燈泡兩端電壓最小時，變阻器兩端電壓最大，變阻器的阻值最大，由圖乙知，U_L′=0.5V時，I′=0.1A，
此時U_滑=U-U_L′=3V-0.5V=2.5V；
則滑動變阻器的最大阻值：R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{2.5V}{0.1A}$=25Ω，
所以滑動變阻器的規(guī)格是“25Ω 2A”，故C正確；
（3）由實(shí)物圖知，電壓表測量燈泡的實(shí)際電壓U，電流表測量燈泡與電壓表的總電流I，總電流大于燈泡的實(shí)際電流，根據(jù)P=UI可知，測量值比真實(shí)值偏大．
故答案為：（1）見上圖；（2）0.75；C；（3）電流表實(shí)際測量的是通過燈泡和電壓表的總電流，即測得的電流偏大，而電壓是準(zhǔn)確的，由P=UI知所測燈泡功率偏大．

點(diǎn)評 本題是測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了變阻器的連接、額定功率的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)誤差的分析，考查全面，關(guān)鍵能夠從圖示中確定相關(guān)的條件．