Question

【题目】小明用下列器材中的部分器材测量一个额定电压为2.5V的小灯泡L的电功率。实验器材有电压表、开关、电源（6V左右）各1个，2只完全相同的电流表，3个不同规格的滑动变阻器（a：“10Ω 2 A”、b：“20Ω 1 A”、c：“50Ω 0.2A”），定值电阻R0，导线若干。

(1)小明按照如图甲所示的实验电路图正确连接好电路，闭合开关S，调节滑动变阻器滑片P的位置，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示；

(2)通过对上述实验数据分析，小明测得该小灯泡L的额定功率是_____W。小明在实验过程中选用的滑动变阻器是_____（选填“a”“b”或“c”）；

(3)小明还设计了用两只完全相同的电流表测量小灯泡L的电功率的方法，电路图如图丙所示，其中定值电阻R0的阻值已知。若不计电流表的内阻，实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1和I2，则小灯泡L的电功率的表达式为P=_________（用已知量和实验测得量表示）。若电流表的内阻不能忽略，且已知小灯泡L发光时其电阻阻值RL总是大于定值电阻R0的阻值，则小灯泡L的电功率的测量值与真实值相比会________（选填“偏大”“相同”或“偏小”）。

Answer 1

【答案】0.75 b 偏小

【解析】

(2)[1]从图乙可以看到，电流表的量程是0~0.6A，分度值是0.02A，它的读数是0.3A，这是小灯泡的额定电流，那么根据可知，小灯泡L的额定功率是

小灯泡L的额定功率是。

[2]由于电路中的电流是0.3A，那么滑动变阻器c不合适，因为它的最大电流只是0.2A；电源是6V左右，那么当小灯泡L正常发光时，滑动变阻器两端的电压大约是

这时滑动变阻器接入电路的电阻大约是

这时滑动变阻器需要接入电路的电阻大约是，而滑动变阻器a的最大电阻只是10Ω而已，那么滑动变阻器a不合适，应该选择滑动变阻器b。

(3)[3]从图丙可以看到，定值电阻R0和灯泡L并联在一起，它们两端的电压相等，可知

流过小灯泡的电流是I1，根据可知，小灯泡L的电功率的表达式是

[4]小灯泡L的电功率的测量值与真实值相比会偏小；因为两电流表是完全相同的，则，而小灯泡L发光时其电阻阻值RL总是大于定值电阻R0的阻值，即，那么

定值电阻R0与电流表A2的电压之和是等于灯泡与电流表A1的电压之和，即，根据欧姆定律可知

而两电流表的示数是I1和I2，可知，那么，，，则小灯泡L的电功率的测量值与真实值相比

即测量值与真实值相比会偏小。