Question

某班同學(xué)在做“測定小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)電路如圖所示，所用電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V．

（1）甲同學(xué)碰接電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，則連接電路時(shí)存在的不規(guī)范或不妥當(dāng)是：______．（舉一種情況）
（2）乙同學(xué)閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應(yīng)進(jìn)行的操作是______（選填字母序號）
A．檢查電路是否斷路　
B．更換小燈泡
C．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光
（3）丙同學(xué)閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針快速轉(zhuǎn)動(dòng)到左邊無刻度處，這是由于電壓表的______了．
（4）丁同學(xué)按電路圖連接成實(shí)物圖后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動(dòng)、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)，則電路故障原因可能是小燈泡______；故障排除后重新閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P到某一位置時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙，若要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)將圖甲中滑片P向______（填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；接著丁同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖丙所示的圖象．根據(jù)圖象信息，可計(jì)算出小燈泡的額定功率是______W．該圖象不是直線，主要原因是______．
（5）戊同學(xué)想換用其他規(guī)格的小燈泡再做該實(shí)驗(yàn)，但他卻操作有誤，在未斷開開關(guān)的情況下，直接將小燈泡從燈座上拔出，那么拔出后電壓表、電流表的示數(shù)變化情況是：______．
（6）實(shí)驗(yàn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為U，電流表的示數(shù)為I，己同學(xué)利用P=UI計(jì)算出小燈泡的電功率．若考慮電表的電阻對測量的影響，則電功率的測量結(jié)果與真實(shí)值相比偏______ （選填“大”或“小”）．

Answer 1

解：（1）將最后一根導(dǎo)線接好后，就看到燈泡發(fā)光，說明在連接電路時(shí)沒有將開關(guān)斷開；
閉合開關(guān)時(shí)燈很亮，說明滑動(dòng)變阻器滑片沒有調(diào)到使連入電路電阻最大的位置；
（2）閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，燈泡沒壞，也不是斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，下一步操作：移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光，即應(yīng)進(jìn)行C項(xiàng)操作；
（3）閉合開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針快速轉(zhuǎn)動(dòng)到左邊無刻度處，這是由于電壓表正負(fù)接線柱接反了；
（4）①閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮、電流表指針不動(dòng)、電壓表指針有明顯的偏轉(zhuǎn)說明電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦�，可能是小燈泡斷路�?br/>②電壓表使用0～3V量程，分度值為0.1V，電壓為2.2V；要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓從2.2V增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小，滑片向B端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
③從圖象得知，燈泡在2.5V下的電流為0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
④燈泡電壓越大，燈的實(shí)際功率越大，燈絲電阻溫度越高，電阻越大，這表明燈絲電阻隨溫度升高而增大，故該圖象不是直線；
（5）直接將燈泡拔出后，電路斷路，電路中沒有電流，電流表示數(shù)為零；電壓表直接接在電源兩端，電壓表示數(shù)等于電源電壓；
（6）如下圖，電壓表測量燈泡的實(shí)際電壓，電流表測量燈泡和電壓表的總電流，

電流的測量值大于L的實(shí)際電流值，根據(jù)P=UI可知燈泡測量的額定功率值偏大．
故答案為：
（1）連接電路時(shí)開關(guān)沒有斷開（或滑動(dòng)變阻器阻值沒有全部接入電路）；
（2）C；
（3）正負(fù)接線柱接反；
（4）斷路；B；0.5；燈絲電阻隨溫度升高而增大；
（5）電壓表示數(shù)變大（等于電源電壓）、電流表示數(shù)為零（幾乎為零）；
（6）大．
分析：（1）碰接電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，說明電路立即接通且電路電阻阻值很小，可從連接電路的注意事項(xiàng)入手分析原因；
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電表有示數(shù)，說明電路是通路，不用更換燈泡，也不用檢查電路是否斷路，可能是連入電阻太大，電路中電流太小所致，分析電阻過大的原因，然后進(jìn)行下一步操作；
（3）電壓表正極接近電源正極端，負(fù)極接近電源負(fù)極端，電壓表指針正向偏轉(zhuǎn)，否則反向偏轉(zhuǎn)；
（4）①電壓表有明顯偏轉(zhuǎn)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，小燈泡不亮、電流表指針不動(dòng)說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br/>②根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)小于燈泡的額定電壓，要使燈泡正常工作，燈泡兩端電壓增大到2.5V，電路電流要增大，總電阻要減小，滑動(dòng)變阻器的電阻要減小；
③從圖象中查得額定電壓下的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算額定功率；
④金屬電阻，其阻值隨溫度的升高而變大，故可以考慮由于通電時(shí)間長而使溫度升高，電阻變大；
（5）開關(guān)閉合，把燈泡從插座上拔出后，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表直接接在電源兩端，測電源電壓，電壓表有示數(shù)，且示數(shù)等于電源電壓；
（6）考慮電壓表的內(nèi)阻時(shí)，電流表測量電壓表和燈泡的總電流，測量值大于燈泡中的實(shí)際電流，電壓表測燈泡兩端的實(shí)際電壓，根據(jù)P=UI分析，測量的功率會(huì)偏大．
點(diǎn)評：本題考查了測定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及到電路故障的判斷、實(shí)驗(yàn)的正確操作、實(shí)驗(yàn)誤差的分析、滑動(dòng)變阻器的使用、額定功率的計(jì)算等，關(guān)鍵是知道燈泡的電阻會(huì)隨溫度的升高而變大，本題雖然涉及的知識點(diǎn)較多，但都是常�？疾斓膬�(nèi)容，平時(shí)應(yīng)注意掌握．