Question

20．要测量小灯泡的电功率，提供的器材包括：小灯泡（2.5V，0.5A），电源（电压为3V），电流表，电压表，滑动变阻器，开关，导线若干．李明同学设计了图示电路测量小灯泡的电功率．

（1）根据图a所示电路（实物图），在方框内画出电路图．
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移至A（选填“A”或“B”）端．
（3）要测量小灯泡的额定功率，闭合开关后，正确的操作为：调节滑动变阻器，使电压表示数为U=2.5V，读出此时电流表示数I 最后利用公式求出额定功率．
（4）某次实验时电压表和电流表的示数如图b所示，则此时小灯泡的实际功率为0.51W．
（5）实验要求改变小灯泡两端的电压进行多次测量，这样做是为了观察小灯泡在不同电压下的实际功率．
（6）实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，该同学利用P=UI计算出小灯泡的电功率．若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏大（选填“大”或“小”），原因是电流值偏大．

Answer 1

分析 （1）从实物图图可以看出，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测量电路电流，开关控制整个电路，电压表测量灯泡两端的电压；
（2）为了安全，闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）测额定功率，应调节滑动变阻器，使电压表示数为灯泡额定电压2.5V，读出电流表示数I，由P=UI求出功率；
（4）读取电压表、电流表的示数时先要认清量程和分度值；小灯泡的实际功率可以根据P=UI来进行计算；
（5）改变小灯泡两端的电压，小灯泡的电功率随着发生变化，这样做是为了测出不同电压下的电功率．
（6）根据电压表与电流表所测量的量，分析电压与电流的测量值与真实值间的关系，然后判断电功率的测量值与真实值间的关系．

解答 解：（1）从电源正极依次串联滑动变阻器、灯泡、电流表以及开关回到电源负极，再将电压表并联在灯泡两端，如下图所示：

（2）闭合开关前，需将滑动变阻器的滑片移到阻值最大歘，即将滑片放在A端．
（3）要测量小灯泡的额定功率，闭合开关后，应调节滑动变阻器，使电压表示数为U=2.5V，读出此时电流表示数I，最后利用公式P=UI求额定功率．
（4）观察电压表的量程是0～3V，分度值是0.1V，电压表的示数是U=1.5V；观察电流表的量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表的示数是I=0.34A；
则小灯泡的实际功率P=UI=1.5V×0.34A=0.51W．
（5）改变小灯泡两端的电压小灯泡的实际功率随之发生变化，改变小灯泡两端电压，是为了测出不同电压下小灯泡的实际功率．
（6）由电路图知，电压表并联在灯泡两端，电压表的测量值U与真实值相等；
电流表测的是流过灯泡与流过电压表的电流之和，电流表的测量值I比真实值大；因此由P=UI求出的测量值比真实值大；
故答案为：（2）A；（3）调节滑动变阻器，使电压表示数为U=2.5V，读出此时电流表示数I；（4）0.51；（5）观察小灯泡在不同电压下的实际功率；（6）大；电流值偏大．

点评 本题考查了根据实物图画电路图、实验操作、电压表和电流表读数、求额定功率、分析电功率的测量值与真实值间的关系等问题，考查知识点全面，是伏安法测功率常考内容，应重点掌握．