Question

8．在測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，小明所在的實(shí)驗(yàn)小組用的電源電壓為4.5V，小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω．可供選用的滑動(dòng)變阻器R₁和R₂的最大阻值分別為10Ω、50Ω，他們所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖A所示．

（1）在連接電路時(shí)，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是R₁（選填“R₁”或“R₂”）；
（2）請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，按照電路圖將實(shí)物電路補(bǔ)充完整（導(dǎo)線不能交叉）；
（3）移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí)，電壓表示數(shù)（如圖B所示），若他想測(cè)量小燈泡的額定功率，滑片應(yīng)向A（選填“A”或“B”）端移動(dòng)，使電壓表的示數(shù)為2.5V；
（4）小麗同學(xué)移動(dòng)滑片P，記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù)，并繪制成圖C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0.5W．
（5）若考慮電表的電阻對(duì)測(cè)量的影響，則電功率的測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值相比偏大（選填“大”或“小”），其原因是電壓表與燈泡并聯(lián)使電流表讀數(shù)偏大．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，求出燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，即可選擇合適的滑動(dòng)變阻器；
（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出燈泡額的電流的大約值來確定電流表的量程；根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程且與燈泡并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中；
（3）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出其實(shí)數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的分壓特點(diǎn)判斷滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)的方向；
（4）根據(jù)圖象讀出2.5V時(shí)通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（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）燈泡正常工作時(shí)的電壓U_L=2.5V，根據(jù)歐姆定律可得，此時(shí)電路中的電流約為：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A；
由串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和可知：滑動(dòng)變阻器分壓U_滑=U-U_L=4.5V-2.5V=2V，
由于串聯(lián)電路中各處的電流相等，則滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻約為：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2V}{0.25A}$=8Ω＜10Ω，故滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R₁．
（2）燈泡的額定電壓為2.5V，所以電壓表的量程為0～3V，且與燈泡并聯(lián)，由于燈泡正常工作時(shí)的電流約為0.25A，則電流表的量程為0～0.6A；所以電流表0.6的接線柱與開關(guān)的右接線柱相連，如下圖所示：

（3）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，燈泡兩端的電壓為2V；
要測(cè)量小燈泡的額定功率，應(yīng)增大燈泡兩端的電壓到2.5V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，應(yīng)減小滑動(dòng)變阻器分得的電壓，即減小滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻，故滑片向A端移動(dòng)；
（4）由圖象可知，燈泡的額定電流為0.2A，燈泡的額定功率P=U_LI_L=2.5V×0.2A=0.5W．
（5）由電路圖知，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的測(cè)量值U與真實(shí)值相等；而電流表測(cè)的是流過燈泡與流過電壓表的電流之和，電流表的測(cè)量值I比真實(shí)值大，因此由P=UI求出的測(cè)量值比真實(shí)值偏大．
故答案為：（1）R₁；（2）如上圖所示；（3）A；（4）0.5；（5）大；電壓表與燈泡并聯(lián)使電流表讀數(shù)偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了根據(jù)實(shí)物圖畫電路圖、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、分析電功率的測(cè)量值與真實(shí)值間的關(guān)系等問題；分析清楚電路結(jié)構(gòu)、明確各電路元件的連接方式是正確解題的關(guān)鍵．