Question

【題目】小明同學利用額定電壓為2.5V的小燈泡（正常工作時電阻約為10Ω）進行“測量小燈泡的電功率”的實驗，已知電源電壓4V。實驗室提供的滑動變阻器有：滑動變阻器R1規(guī)格為“20Ω，1A”），滑動變阻器R2（規(guī)格為“5Ω，0.5A”）。

（1）為保證實驗順利進行，滑動變阻器應該選_____。

（2）圖甲是他畫出的實驗電路圖，請你根據(jù)電路圖用筆畫線代替導線，幫他將如圖乙所示的實物電路連接完整__________________。開關(guān)閉合前他發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖丙所示，原因是_______________________。

（3）小明在實驗時，如果將電流表和小燈泡的位置交換了，其他連接正確，閉合開關(guān)后______。

A.電流表有示數(shù) B.電壓表示數(shù)約4V C.小燈泡燒壞 D.小燈泡可以發(fā)光

（4）正確連接好電路后，閉合開關(guān)，從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，并將電壓表和電流表部分讀數(shù)填在下表中。電壓表讀數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖所示，請幫小明將此讀數(shù)填在下表中____。

（5）根據(jù)補充完整后的上表數(shù)據(jù)，測得小燈泡的額定功率是____W；通過比較還發(fā)現(xiàn)在燈泡逐漸變亮的過程中，電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值在增大，造成這一比值增大的原因是____________。

（6）老師告訴同學們，電壓表的內(nèi)阻很大，它并聯(lián)在電路中時，只有極小的電流通過電壓表，可以忽略不計，我們就是用上述方法測量小燈泡電功率的，假如考慮了電流通過電壓表的影響。你們測量的小燈泡額定功率比小燈泡真實的額定功率________（選填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

Answer 1

【答案】R1 使用前電流表沒有校零 AD 0.8 2W 燈絲電阻隨溫度的升高而增大 偏大

【解析】

（1）燈泡的正常工作電流約為：，

滑動變阻器的最小阻值應為：，

可見滑動變阻器R1規(guī)格為“20Ω，1A”的阻值和電流都符合要求，所以為保證實驗順利進行，滑動變阻器應該選R1。

（2）根據(jù)滑動變阻器一上一下的連接規(guī)則，將滑動變阻器的D接線柱連接燈泡的左端，根據(jù)燈泡正常工作電壓為2.5V，將燈泡右接線柱與電壓表的“3V”接線柱連接，如圖：

開關(guān)閉合前他發(fā)現(xiàn)電流表指針如圖丙所示，指針未指在零刻度，說明使用前電流表沒有校零。

（3）實驗時，如果將電流表和小燈泡的位置交換了，其他連接正確,此時電流表和小燈泡仍然串聯(lián)在電路中，電路的總電阻沒有變化；

按正確操作時，閉合開關(guān)，電流表有示數(shù)，小燈泡也可以發(fā)光，由于電壓表并聯(lián)在電流表兩端，而電流表電阻非常小，所以此時，電壓表沒有示數(shù)，故選AD。

（4）電壓表讀數(shù)為2.5V時，電流表的示數(shù)如圖所示，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.32A。

（5）電壓為2.5V時，電流為0.32A。

故測得小燈泡的額定功率是：；

通過比較還發(fā)現(xiàn)在燈泡逐漸變亮的過程中，燈絲溫度升高，由于溫度越高，電阻越大，所以電壓表示數(shù)與電流表示數(shù)的比值在增大，故造成這一比值增大的原因是：燈絲電阻隨溫度的升高而增大。

（6）假如考慮了電流通過電壓表的影響。

則實際測量的電流為：，即測量電流大于燈泡通過的電流，根據(jù)知，電流偏大，所得功率變大。

所以測量的小燈泡額定功率比小燈泡真實的額定功率偏大。