Question

3．按圖示的電路圖做“測量小電燈的功率”的實驗．所用器材有：標(biāo)有“3.8V”字樣的待測小電燈、電壓恒為6V 的電源、標(biāo)有“20Ω 1A”的滑動變阻器、電流表（量程為0～0.6A、0～3A）、電壓表（量程為0～3V、0～15V）、開關(guān)及導(dǎo)線若干．
（1）一學(xué)生按圖連接電路后，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)．經(jīng)檢查，導(dǎo)線連接完好，則電路故障是：小電燈斷路．排除該故障換用新元件后，閉合開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是：閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處．
（2）小明同學(xué)按電路圖正確連接電路后，閉合開關(guān)，從大到小調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，并將正確操作下的電壓表和電流表的示數(shù)填入下表．

電壓表的示數(shù)U/V	電流表的示數(shù)I/A	小電燈的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通過上表數(shù)據(jù)，可算得小電燈的額定功率為1.14W．
②將兩個這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V 電源的兩端，兩燈消耗的總功率為1.5W．
（3）若考慮電表的電阻對測量的影響，則電功率的測量結(jié)果與真實值相比偏大 （選填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)電路圖可知，閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，電壓表有示數(shù)說明電壓表與電源之間是通路，燈泡不亮說明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚?br />②開關(guān)閉合后，燈閃亮一下后立即熄滅，說明電路電流太大，電路電阻太小造成的，原因可能是閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有放到最大阻值處；
（2）①根據(jù)圖象讀出額定電壓下通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出小電燈的額定功率；
②將兩個這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端，則每個燈泡兩端的電壓為3V，由表格數(shù)據(jù)找出燈泡兩端的電壓為3V時的電流，即可根據(jù)P=UI求出總功率；
（3）由電路可知，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測通過燈泡和電壓表的電流，根據(jù)P=UI可知測量結(jié)果與真實值的關(guān)系．

解答 解：（1）①閉合開關(guān)，將滑動變阻器的滑片移到最左端時，電路為燈泡的基本電路，燈不亮，電壓表有較大的示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦�，即小電燈斷路�?br />②閉合開關(guān)時，觀察到燈閃亮一下后立即熄滅，該學(xué)生在操作過程中的不當(dāng)之處是：閉合開關(guān)前滑動變阻器滑片沒有移到最大阻值處；
（2）①由表格數(shù)據(jù)可知，燈泡兩端的電壓為3.8V時，通過的電流為0.30A，
則小電燈的額定功率P_額=U_額I_額=3.8V×0.30A=1.14W；
②將兩個這樣的相同規(guī)格的小電燈串聯(lián)后直接接在6V電源的兩端，
由根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知，每個燈泡兩端的電壓均為3V，
由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)燈泡兩端的電壓為3V時，電流I=0.25A，
則兩燈消耗的總功率P_總=UI′=6V×0.25A=1.5W；
（3）由電路可知，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測通過燈泡和電壓表的電流，測得的電流偏大；
由P=UI可知，電功率的測量結(jié)果大于真實值．
故答案為：
（1）小電燈斷路；閉合開關(guān)前滑動變阻器的滑片沒有移到最大阻值處；
（2）①1.14；②1.5；
（3）大．

點評 本題考查了電路故障的判斷和電功率的計算以及串聯(lián)電路中的分壓特點、實驗誤差的分析，要注意額定電壓下燈泡的實際功率和額定功率相等．