Question

【題目】小明在實(shí)驗(yàn)室找到一個(gè)小燈泡，由于字跡模糊只能看清燈上標(biāo)有“2.5V ×W”。他想知道小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率是多少，于是設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路進(jìn)行測(cè)量。

（1）小明的實(shí)驗(yàn)原理是________________

（2）在連接電路的過(guò)程中，小明發(fā)現(xiàn)電壓表“0-3V”的量程壞了，在不更換電壓表的前提下怎樣繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)你幫助小明完成實(shí)驗(yàn)，并用筆畫導(dǎo)線完成圖乙的電路連接_______。

（3）改進(jìn)方案后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，原因可能是___________________________（寫出一條即可）

（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為10V。此時(shí)應(yīng)向_____移動(dòng)滑片，直至電壓表的示數(shù)為____V。

（5）調(diào)節(jié)好電壓后，電流表的示數(shù)如圖丙所示則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為_____W。

（6）在初中物理，我們把電壓表、電流表當(dāng)做理想電表來(lái)處理。實(shí)際上電流表是有電阻的，電壓表中也是有電流通過(guò)的，則按照小明的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)出的小燈泡額定電功率和真實(shí)值相比_______（填“偏大、偏小或相等”）。

Answer 1

【答案】 燈座接觸不良（滑動(dòng)變阻器斷路、電流表斷路、燈座短路） 左 9.5V 0.6W 偏小

【解析】

（1）測(cè)量電功率的實(shí)驗(yàn)原理是：。

（2）小明發(fā)現(xiàn)電壓表“0-3V”的量程壞了，在不更換電壓表的前提下，只能換用電壓表的大量程進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)圖可知，電源為12V，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)知，燈泡正常工作時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為，此電壓大于“0-15V”量程的一半，可以準(zhǔn)確測(cè)量電壓，故將電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，連接乙圖如下：

（3）改進(jìn)方案后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，可能電路斷路，也可能燈座短路，則原因可能是：燈座接觸不良、滑動(dòng)變阻器斷路、電流表斷路、燈座短路。

（4）排除故障后，調(diào)節(jié)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)為10V，則此時(shí)燈泡兩端電壓為：，小于額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)，此時(shí)應(yīng)向左移動(dòng)滑片，使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，直至電壓表的示數(shù)為，燈泡正常發(fā)光。

（5）調(diào)節(jié)好電壓后，電流表的示數(shù)如圖丙所示，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數(shù)為0.24A，則小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電功率為：

。

（6）由于電流表串聯(lián)在電路中會(huì)分去一定的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)計(jì)算燈兩端的電壓時(shí)，忽略了此電壓，所以根據(jù)得出的小燈泡電壓（實(shí)際為燈泡和電流表的總電壓）偏大，即燈泡兩端的實(shí)際電壓小于額定電壓2.5V，故電流值偏小，根據(jù)知，按照小明的實(shí)驗(yàn)方案測(cè)出的小燈泡額定電功率和真實(shí)值相比偏小。