Question

【題目】小明在“探究小燈泡在不同電壓下工作時(shí)的電功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電源（電壓恒為8V），一個(gè)電流表，一個(gè)電壓表，滑動(dòng)變阻器“20Ω 2A”，小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1.2W），一個(gè)阻值已知的定值電阻R0，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。

(1)請(qǐng)根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線，完成實(shí)驗(yàn)電路圖乙的連接（要求：滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈變亮；連線不能交叉）（____________）

(2)正確連接電路后，閉合開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為_____W。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)物理量	1	2	3	4	5
電壓/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流/A	0.24	0.32	0.38		0.44
電功率/W

(3)分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時(shí)，消耗的電功率隨電壓的增大而____（選填“增大”、“不變”或“減小”），小燈泡的實(shí)際功率由______（選填“額定功率”、“額定電壓”或“實(shí)際電壓”）決定。

(4)完成實(shí)驗(yàn)后，利用上述器材，小明又想出一種測(cè)量小燈泡額定功率的方法，設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，所用電壓表量程為“0~15V”，請(qǐng)將以下實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整。

①檢查電路無(wú)誤后，閉合開(kāi)關(guān)S，將開(kāi)關(guān)S1撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為______V ；

②滑動(dòng)變阻器滑片不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S1，撥至“2”讀出電壓表示數(shù)為U0；

③小燈泡的額定功率P額=______（用U額、U0、R0表示）。若步驟②中，在將開(kāi)關(guān)S1撥至“2”時(shí)，不小心將滑片向右移動(dòng)了少許，其他操作正確，則測(cè)出的小燈泡額定功率比真實(shí)值_____（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】如圖，正確連線，滑動(dòng)變阻器接線柱接正確1分

1.05 增大 實(shí)際電壓 5.5 偏小

【解析】

(1)根據(jù)圖甲電路連接實(shí)物圖，根據(jù)燈泡正常發(fā)光電流確定電流表量程；

(2)由圖丙讀出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，由P=UI計(jì)算額定功率；

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析燈泡功率與電壓的關(guān)系；

(4)要測(cè)量小燈泡的額定功率，需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得出電壓表的示數(shù)；滑片不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S1撥至“2”，求出此時(shí)電路中的電流即為小燈泡的額定電流，根據(jù)P額=U額I額求出小燈泡的額定功率；由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律分析解答測(cè)量的中的差異。

(1)[1]由電路圖知，電流表、燈泡、定值電阻和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由P=UI可得燈泡正常發(fā)光電流約為

所以電流表選擇0~0.6A量程，由此連接實(shí)物如圖所示：

(2)[2]當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，電流表示數(shù)如圖丙所示，電流表使用0~0.6A量程，分度值0.02A，此時(shí)通過(guò)的電流為0.42A，所以燈泡的額定功率

(3)[3][4]由表中數(shù)據(jù)知，小燈泡工作時(shí)，燈泡兩端實(shí)際電壓越大，通過(guò)它的電流也越大，由P=UI知燈泡的實(shí)際功率越大，即燈泡消耗的電功率隨電壓的增大而增大。

(4)用如圖丁所示的電路測(cè)量小燈泡額定功率，所用電壓表量程為015V，要測(cè)量該小燈泡的額定功率，需使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓2.5V，

①[5]閉合開(kāi)關(guān)S，將開(kāi)關(guān)S1撥至“1”，小燈泡、R0和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表測(cè)R0和滑動(dòng)變阻器兩端的總電壓，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)

UV=UU額=8V2.5V=5.5V

②[6]滑片不動(dòng)，再將開(kāi)關(guān)S1撥至“2”，電壓表測(cè)R0兩端的電壓U0，此時(shí)電路中的電流即為小燈泡的額定電流

③則小燈泡的額定功率

[7]在實(shí)驗(yàn)步驟②中，在將開(kāi)關(guān)撥至“2”時(shí)，不小心將滑片向右移動(dòng)了少許，變阻器連入電路的阻值變大，由串聯(lián)電路的分壓原理知，變阻器分得電壓變大，R0和燈泡分得的電壓都會(huì)變小，由知，測(cè)出的小燈泡額定功率比真實(shí)值偏小。