Question

15．在“测量小灯泡电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V，正常发光时的电阻为10Ω，有两个规格为“10Ω 1A”、“50Ω 2A”的滑动变阻器，电源电压为6V．
（1）本实验中应选择规格为“50Ω 2A”的滑动变阻器．
（2）将图甲中的实物电路连接完整，并在图乙的线框内画出电路图．
（3）移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时电流表示数如图丙所示为0.24A，此时小灯泡的电功率小于（选填“大于”或“小于”）额定功率．
（4）用图甲所示的实验电路也可以测量电阻，若考虑电压表的分流作用，那么测量值要比真实值小（选填“大”或“小”）

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求出灯的额定电流，由串联电路电压的规律结合欧姆定律求灯正常发时变阻器连入电路中的电阻，从而确定变阻器的规格；
（2）变阻器按一上一下接入电路中，由灯正常发光时的电流确定电流表选用的量程与变阻器串联；
（3）由图中电流表小量程读数，根据过灯的电流随电压的增大（减小）而增大（减小），比较此时灯的实际电压与灯的额定电压的大小，根据P=UI，确定小灯泡的电功率与灯的额定功率的关系；
（4）电压表与电阻并联，电压表测量准确；根据并联电路电流的规律，判断通过电阻的电流与电流示数的大小，根据欧姆定律的变形公式：R=$\frac{U}{I}$确定测量值与真实值的大小．

解答 解：（1）小灯泡的额定电压为2.5V，电源电压为6V，正常发光时的电阻为10Ω，
由欧姆定律可得，灯正常发光时的电流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，
根据串联电路电压的规律，灯正常发光时变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，
由欧姆定律可得，变阻器连入电路中的电阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3.5V}{0.25A}$=14Ω＞10Ω，
所以，选用”50Ω 2A”的滑动变阻器；
（2）变阻器按一上一下接入电路中，因灯正常发光时的电流为0.25A，故电流表选用小量程与变阻器串联，如下所示：

（3）移动滑动变阻器的滑片P在某一位置时电流表示数如图丙所示，图中电流表选用小量程，其示数为0.24A，小于灯的额定电流；因通过灯的电流随电压的增大（减小）而增大（减小），故此时灯的实际电压也小于灯的额定电压，根据P=UI可知，小灯泡的电功率小于灯的额定功率；
（4）用图甲所示的实验电路也可以测量电阻，电压表与电阻并联，电压表测量准确；根据并联电路电流的规律，通过电阻的电流小于电流表示数，即测得的电流偏大；若考虑电压表的分流作用，根据R=$\frac{U}{I}$可知，那么测量值要比真实值小．
故答案为：（1）“50Ω 2A”；（2）如上图所示；（3）0.24；小于；（4）小．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查器材的选择、电路的连接、电流表读数及功率大小的比较，同时也考查了测电阻实验中的误差分析．