Question

16．在測(cè)定標(biāo)有“2.5V”小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，小明選用電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、電壓為4V的低壓電源、標(biāo)有“20Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器、若干導(dǎo)線等器材并如圖1連接起來(lái)．

（1）在閉合開(kāi)關(guān)前他又檢查了電路，發(fā)現(xiàn)其中有一根導(dǎo)線接錯(cuò)了，請(qǐng)你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上打一個(gè)“×”，然后用筆畫(huà)線代替接入一根導(dǎo)線使電路完整．
（2）小明同學(xué)正確連接電路并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片后，閉合開(kāi)關(guān)，電壓表及電流表示數(shù)如圖2所示，則電壓表的示數(shù)為1.2V，小燈泡實(shí)際功率為0.336W；向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，若此時(shí)電流表示數(shù)為0.32A，則此小燈泡的額定功率為0.8W；正常發(fā)光時(shí)的電阻R_L=7.8Ω．
（3）小明繼續(xù)移動(dòng)滑片，小燈泡發(fā)出耀眼的白光后熄滅，此刻他會(huì)觀察到電壓表指針超過(guò)滿刻度（“回到0刻度”、“達(dá)到滿刻度”或“超過(guò)滿刻度”）；
（4）在分析誤差的過(guò)程中，同組的小于認(rèn)為此種方法測(cè)量的電功率也存在一定的誤差，因?yàn)殡妷罕硎怯须娮璧�，使電流測(cè)的不準(zhǔn)確，從而使測(cè)量的燈泡額定功率偏大（選填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，根據(jù)這一點(diǎn)，可修改實(shí)物圖；
（2）根據(jù)題意，確定電壓表和電流表的量程及分度值，讀出電壓表和電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI求出小燈泡的實(shí)際功率．
根據(jù)串聯(lián)電路具有分壓作用可知，此時(shí)變阻器分擔(dān)的電壓多一些，故應(yīng)使變阻器阻值變小．只有在額定電壓下根據(jù)P=UI計(jì)算出的才是額定功率．
（3）燈泡發(fā)出耀眼的白光后熄滅，說(shuō)明兩端電壓超過(guò)額定電壓太多，燒斷燈絲出現(xiàn)斷路；
（4）由電路圖可知電流表測(cè)量的是通過(guò)燈泡和電壓表的電流之和，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻并不是無(wú)窮大，所以所測(cè)的電流不準(zhǔn)確，根據(jù)P=UI可判斷燈泡額定功率的變化，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）電壓表應(yīng)該與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器、電流表與燈泡串聯(lián)，如下圖所示：

（2）根據(jù)實(shí)物圖可知，電壓表的量程是0～3V，分度值是0.1V，故此時(shí)電壓表的讀數(shù)為：U₁=1.2V，
電流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，故此時(shí)電流表的讀數(shù)為：I₁=0.28A，
小燈泡的實(shí)際功率為：P₁=U₁I₁=1.2V×0.28A=0.336W；
滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)分壓知識(shí)可知，為使燈泡兩端電壓變大，應(yīng)調(diào)小滑動(dòng)變阻器的阻值，故滑片應(yīng)向左調(diào)；
只有在額定電壓下測(cè)得的功率才是額定功率，故應(yīng)調(diào)節(jié)滑片使得電壓表的示數(shù)為2.5V，
燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W，此時(shí)小燈泡的電阻為R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω．
（3）燈絲因電壓太高燒斷后，電壓表與滑動(dòng)變阻器、電源串聯(lián)，電壓表測(cè)量電源電壓，因此電壓表指針超過(guò)滿刻度；
（4）電壓表與燈泡并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，燈泡兩端的電壓與電壓表兩端的電壓相等，由電壓表的示數(shù)得到燈泡兩端的電壓是準(zhǔn)確的；電流表串聯(lián)在燈泡與電壓表并聯(lián)后的干路上，測(cè)量的是通過(guò)燈泡和電壓表的電流之和，因?yàn)殡妷罕淼膬?nèi)阻并不是無(wú)窮大，所以，所測(cè)的電流比燈泡的實(shí)際電流值要大，根據(jù)P=UI可知燈泡的額定功率偏大．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）1.2；0.336；左；2.5；0.8；7.8；（3）超過(guò)滿刻度；（4）偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器的正確使用和歐姆定律、電功率公式的簡(jiǎn)單計(jì)算，雖綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)知識(shí)，難度適中．