Question

【題目】小明在實驗室找到一個小燈泡，由于字跡模糊只能看清燈上標有“2.5V ×W”。他想知道小燈泡正常發光時的電功率是多少，于是設計如圖甲所示的電路進行測量。

（1）小明的實驗原理是________________

（2）在連接電路的過程中，小明發現電壓表“0-3V”的量程壞了，在不更換電壓表的前提下怎樣繼續完成實驗？請你幫助小明完成實驗，并用筆畫導線完成圖乙的電路連接_______。

（3）改進方案后，閉合開關，發現燈不亮，原因可能是___________________________（寫出一條即可）

（4）排除故障后，調節滑片，發現電壓表的示數為10V。此時應向_____移動滑片，直至電壓表的示數為____V。

（5）調節好電壓后，電流表的示數如圖丙所示則小燈泡正常發光時的電功率為_____W。

（6）在初中物理，我們把電壓表、電流表當做理想電表來處理。實際上電流表是有電阻的，電壓表中也是有電流通過的，則按照小明的實驗方案測出的小燈泡額定電功率和真實值相比_______（填“偏大、偏小或相等”）。

Answer 1

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

【解析】

（1）測量電功率的實驗原理是：。

（2）小明發現電壓表“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行測量，根據圖可知，電源為12V，根據串聯電路的分壓特點知，燈泡正常工作時，滑動變阻器兩端的電壓為，此電壓大于“0-15V”量程的一半，可以準確測量電壓，故將電壓表與滑動變阻器并聯，連接乙圖如下：

（3）改進方案后，閉合開關，發現燈不亮，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、滑動變阻器斷路、電流表斷路、燈座短路。

（4）排除故障后，調節滑片，發現電壓表的示數為10V，則此時燈泡兩端電壓為：，小于額定電壓，根據串聯電路的分壓特點，此時應向左移動滑片，使滑動變阻器接入電路的電阻變小，直至電壓表的示數為，燈泡正常發光。

（5）調節好電壓后，電流表的示數如圖丙所示，電流表使用小量程，分度值為0.02A，讀數為0.24A，則小燈泡正常發光時的電功率為：

。

（6）由于電流表串聯在電路中會分去一定的電壓，根據串聯電路的分壓特點計算燈兩端的電壓時，忽略了此電壓，所以根據得出的小燈泡電壓（實際為燈泡和電流表的總電壓）偏大，即燈泡兩端的實際電壓小于額定電壓2.5V，故電流值偏小，根據知，按照小明的實驗方案測出的小燈泡額定電功率和真實值相比偏小。