Question

【題目】在“探究小燈泡在不同電壓下工作時的電功率是否相同”的實驗中，實驗室提供了如下器材：電源電壓U恒為8V，滑動變阻器規(guī)格為“20Ω 2A”，小燈泡的額定電壓U額=2.5V，額定功率小于1.2W，兩個阻值分別為10Ω、20Ω的定值電阻R0可供選擇。

（1）為使小燈泡兩端電壓有一較大的調(diào)節(jié)范圍，小聰設計了如圖甲所示的電路，請用筆畫線代替導線，完成圖乙中實物電路的連接；

（________）

（2）正確連接電路后，進行實驗，記錄的數(shù)據(jù)如表所示。當電壓表示數(shù)為2.5V時，電流表示數(shù)如圖丙所示，小燈泡的額定功率為_________W，此時小燈泡的電阻為_________Ω；

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
電壓/V	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0
電流/A	0.24	0.32	0.38		0.44
電功率/W

（3）分析表中數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：小燈泡工作時，消耗的電功率隨電壓的增大而_________。根據(jù)數(shù)據(jù)還可判斷出，小聰在實驗中選用的是R0=_________Ω的定值電阻；

（4）完成實驗后，愛動腦筋的小聰又想出一種測量小燈泡額定功率的方法，設計了如圖丁所示的電路，所用電壓表量程為“0~15V”，請將以下實驗步驟補充完整；

① 檢查電路無誤后，閉合開關S，將開關S1撥至“1”，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片直至電壓表示數(shù)為_________V；

② 滑片不動，再將開關S1，撥至“2”，讀出電壓表示數(shù)為U0；

③ 小燈泡的額定功率：P額=_________。（用U額、U0、R0表示）

若步驟② 中，在將開關S1撥至“2”時，不小心將滑片向右移動了少許，其他操作正確，則測出的小燈泡額定功率比真實值_________ （選填“偏大”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】 0.8 7.8 增大 10 5.5 偏小

【解析】

(1)[1]由可得，電路中的電流最大是

這個電流小于0.6A，所以電流表的量程選擇0到0.6A即可；從電路圖中可以看到，電流從電源正極流出，流過電流表，流過燈泡，流過定值電阻R0和滑動變阻器，再流過開關，最后回負極，根據(jù)所述，連接實物圖，如下圖所示；

(2)[2]從圖丙可以看到，電流表的量程是0到0.6A，分度值是0.02A，它的讀數(shù)是0.32A，可知小燈泡的額定功率為

；

[3]此時小燈泡的電阻為

；

(3)[4]從表中數(shù)據(jù)可知，當電壓增大時，電流也在增大，根據(jù)可知，消耗的電功率也在增大，即消耗的電功率隨電壓的增大而增大；

[5]從第5次實驗可知，電壓表的示數(shù)是3V，電流表的示數(shù)是0.44A，假設定值電阻R0的阻值大小是20Ω，那么R0的電壓是

這個電壓大小大于電源電壓，所以定值電阻R0的阻值大小不可能是20Ω，只能是10Ω；

(4)[6][7]測量小燈泡額定功率，需要使小燈泡兩端的電壓等于其額定電壓，閉合開關S，將開關S1撥至“1”，這情況下小燈泡、定值電阻R0和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測的是R0和滑動變阻器兩端的電壓，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)是

；

滑片不動，再將開關S1，撥至“2”，電壓表測R0兩端的電壓U0，這時電路中的電流就是小燈泡的額定電流，則小燈泡的額定功率是

；

[8]若將滑片向右移動了少許，那么電路中的總電阻變大，電流變小，則R0兩端的電壓變小，電壓表的示數(shù)變小，根據(jù)計算得到的結(jié)果偏小。