Question

5．学生在做“测量小灯泡的额定功率”的实验时，连接的实物图如图甲所示，其中小灯泡的额定电压为2.5V，额定功率小于1.5W．

（1）小红正确连接好电路后，闭合开关，发现电压表和电流表均有读数，但小灯泡不亮，检查发现所有电学元件均完好，请你判断小灯泡不亮的原因是：滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小．
（2）调整好电路之后，再闭合开关，发现电压表示数为2.7V，则小红的下一步操作应该是：向左移动滑片直至电压表的示数达到2.5V为止，此时电流表的示数如图乙所示，由此可知小灯泡的额定功率为1W．
（3）考虑到电压表的内电阻，灯泡的额定功率的测量结果与其真实值相比偏大．（选填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）连接电路时，为保护电路，闭合开关之前滑动变阻器滑片应滑到阻值最大处，灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，实际功率过小时灯泡不发光；
（2）①额定电压下用电器的功率和额定功率相等，根据串联电路的分压特点可知滑动变阻器接入电路中电阻的变化，然后判断滑片移动的方向；
②由图甲可知电流表的量程，根据分度值和指针的位置确定示数，利用P=UI求出小灯泡的额定功率；
（3）电压表直接测量灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡和电压表的电流，根据P=UI判断测量值与真实值的关系．

解答 解：（1）连接电路时，为了保护电路，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，闭合开关后，所有电学元件均完好，灯泡不亮，
原因是：滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小造成的；
（2）①电压表的示数2.7V大于灯泡的额定电压，要测灯泡的额定功率，
由串联电路的分压原理可知，应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，即滑片应向左移动，直至电压表的示数达到2.5V为止；
②由图甲可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A，
灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W；
（3）电压表直接测量灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡和电压表的电流，电流的测量值偏大，
由P=UI可知，所测灯泡的额定功率大于其真实值．
故答案为：
（1）滑动变阻器接入电路中的电阻过大，小灯泡分得的电压过小；
（2）向左移动滑片直至电压表的示数达到2.5V为止；1；
（3）偏大．

点评 本题考查了实验现象的判断和串联电路分压特点的应用、电流表的读数、额定功率的计算以及实验误差的分析，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．