Question

【題目】小明在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率”的實驗時，實驗室提供了如下器材：電源（電壓恒為8V），一個電流表，一個電壓表，滑動變阻器“20Ω 2A”，小燈泡（額定電壓2.5V，額定功率小于1.2W），一個阻值已知的定值電阻R0，開關及導線若干。

(1)請根據(jù)圖甲所示的電路圖，用筆畫線代替導線，完成實驗電路圖乙的連接（要求：滑動變阻器的滑片P向右滑動時燈變亮；連線不能交叉）（____________）

(2)正確連接電路后，閉合開關進行實驗，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為_____W。

實驗次數(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，消耗的電功率隨電壓的增大而____（選填“增大”、“不變”或“減小”），小燈泡的實際功率由______（選填“額定功率”、“額定電壓”或“實際電壓”）決定。

(4)完成實驗后，利用上述器材，小明又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設計了如圖所示的電路，所用電壓表量程為“0~15V”，請將以下實驗步驟補充完整。

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

②滑動變阻器滑片不動，再將開關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，在將開關S1撥至“2”時，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實值_____（選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】如圖，正確連線，滑動變阻器接線柱接正確1分

1.05 增大 實際電壓 5.5 偏小

【解析】

(1)根據(jù)圖甲電路連接實物圖，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)光時的電流，由P=UI計算額定功率；

(3)根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析燈泡功率與電壓的關系；

(4)要測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，再將開關S1撥至“2”，求出此時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)電路特點和歐姆定律分析解答測量的中的差異。

(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，由此連接實物如圖所示：

(2)[2]當電壓表示數(shù)為2.5V時，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，此時通過的電流為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，燈泡兩端實際電壓越大，通過它的電流也越大，由P=UI知燈泡的實際功率越大，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量小燈泡額定功率，所用電壓表量程為015V，要測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]閉合開關S，將開關S1撥至“1”，小燈泡、R0和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測R0和滑動變阻器兩端的總電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，當燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)

UV=UU額=8V2.5V=5.5V

②[6]滑片不動，再將開關S1撥至“2”，電壓表測R0兩端的電壓U0，此時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]在實驗步驟②中，在將開關撥至“2”時，不小心將滑片向右移動了少許，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變小，由知，測出的小燈泡額定功率比真實值偏小。