Question

16．在测定标有“2.5V”小灯泡额定功率的实验中，小明选用电流表、电压表、开关、电压为4V的低压电源、标有“20Ω  1A”的滑动变阻器、若干导线等器材并如图1连接起来．

（1）在闭合开关前他又检查了电路，发现其中有一根导线接错了，请你在错误的导线上打一个“×”，然后用笔画线代替接入一根导线使电路完整．
（2）小明同学正确连接电路并移动滑动变阻器滑片后，闭合开关，电压表及电流表示数如图2所示，则电压表的示数为1.2V，小灯泡实际功率为0.336W；向左（选填“左”或“右”）移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光，若此时电流表示数为0.32A，则此小灯泡的额定功率为0.8W；正常发光时的电阻R_L=7.8Ω．
（3）小明继续移动滑片，小灯泡发出耀眼的白光后熄灭，此刻他会观察到电压表指针超过满刻度（“回到0刻度”、“达到满刻度”或“超过满刻度”）；
（4）在分析误差的过程中，同组的小于认为此种方法测量的电功率也存在一定的误差，因为电压表是有电阻的，使电流测的不准确，从而使测量的灯泡额定功率偏大（选填“偏大”或“偏小”）．

Answer 1

分析 （1）根据实验要求，电压表应与灯泡并联，根据这一点，可修改实物图；
（2）根据题意，确定电压表和电流表的量程及分度值，读出电压表和电流表的示数，根据P=UI求出小灯泡的实际功率．
根据串联电路具有分压作用可知，此时变阻器分担的电压多一些，故应使变阻器阻值变小．只有在额定电压下根据P=UI计算出的才是额定功率．
（3）灯泡发出耀眼的白光后熄灭，说明两端电压超过额定电压太多，烧断灯丝出现断路；
（4）由电路图可知电流表测量的是通过灯泡和电压表的电流之和，因为电压表的内阻并不是无穷大，所以所测的电流不准确，根据P=UI可判断灯泡额定功率的变化，据此分析解答．

解答 解：（1）电压表应该与灯泡并联，滑动变阻器、电流表与灯泡串联，如下图所示：

（2）根据实物图可知，电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，故此时电压表的读数为：U₁=1.2V，
电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，故此时电流表的读数为：I₁=0.28A，
小灯泡的实际功率为：P₁=U₁I₁=1.2V×0.28A=0.336W；
滑动变阻器与小灯泡串联，根据串联分压知识可知，为使灯泡两端电压变大，应调小滑动变阻器的阻值，故滑片应向左调；
只有在额定电压下测得的功率才是额定功率，故应调节滑片使得电压表的示数为2.5V，
灯泡的额定功率为：P=UI=2.5V×0.32A=0.8W，此时小灯泡的电阻为R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.5V}{0.32A}$≈7.8Ω．
（3）灯丝因电压太高烧断后，电压表与滑动变阻器、电源串联，电压表测量电源电压，因此电压表指针超过满刻度；
（4）电压表与灯泡并联，根据并联电路的电压特点可知，灯泡两端的电压与电压表两端的电压相等，由电压表的示数得到灯泡两端的电压是准确的；电流表串联在灯泡与电压表并联后的干路上，测量的是通过灯泡和电压表的电流之和，因为电压表的内阻并不是无穷大，所以，所测的电流比灯泡的实际电流值要大，根据P=UI可知灯泡的额定功率偏大．
故答案为：（1）如上图所示；（2）1.2；0.336；左；2.5；0.8；7.8；（3）超过满刻度；（4）偏大．

点评 本题考查了电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用和欧姆定律、电功率公式的简单计算，虽综合性强，但都属于基础知识，难度适中．