Question

【題目】小明用下列器材中的部分器材測量一個額定電壓為2.5V的小燈泡L的電功率。實驗器材有電壓表、開關、電源（6V左右）各1個，2只完全相同的電流表，3個不同規格的滑動變阻器（a：“10Ω 2 A”、b：“20Ω 1 A”、c：“50Ω 0.2A”），定值電阻R0，導線若干。

(1)小明按照如圖甲所示的實驗電路圖正確連接好電路，閉合開關S，調節滑動變阻器滑片P的位置，使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示；

(2)通過對上述實驗數據分析，小明測得該小燈泡L的額定功率是_____W。小明在實驗過程中選用的滑動變阻器是_____（選填“a”“b”或“c”）；

(3)小明還設計了用兩只完全相同的電流表測量小燈泡L的電功率的方法，電路圖如圖丙所示，其中定值電阻R0的阻值已知。若不計電流表的內阻，實驗中電流表A1和電流表A2的示數分別為I1和I2，則小燈泡L的電功率的表達式為P=_________（用已知量和實驗測得量表示）。若電流表的內阻不能忽略，且已知小燈泡L發光時其電阻阻值RL總是大于定值電阻R0的阻值，則小燈泡L的電功率的測量值與真實值相比會________（選填“偏大”“相同”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】0.75 b 偏小

【解析】

(2)[1]從圖乙可以看到，電流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，它的讀數是0.3A，這是小燈泡的額定電流，那么根據可知，小燈泡L的額定功率是

小燈泡L的額定功率是。

[2]由于電路中的電流是0.3A，那么滑動變阻器c不合適，因為它的最大電流只是0.2A；電源是6V左右，那么當小燈泡L正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓大約是

這時滑動變阻器接入電路的電阻大約是

這時滑動變阻器需要接入電路的電阻大約是，而滑動變阻器a的最大電阻只是10Ω而已，那么滑動變阻器a不合適，應該選擇滑動變阻器b。

(3)[3]從圖丙可以看到，定值電阻R0和燈泡L并聯在一起，它們兩端的電壓相等，可知

流過小燈泡的電流是I1，根據可知，小燈泡L的電功率的表達式是

[4]小燈泡L的電功率的測量值與真實值相比會偏小；因為兩電流表是完全相同的，則，而小燈泡L發光時其電阻阻值RL總是大于定值電阻R0的阻值，即，那么

定值電阻R0與電流表A2的電壓之和是等于燈泡與電流表A1的電壓之和，即，根據歐姆定律可知

而兩電流表的示數是I1和I2，可知，那么，，，則小燈泡L的電功率的測量值與真實值相比

即測量值與真實值相比會偏小。