Question

某班同学在做“测定小灯泡电功率”的实验时电路如图所示，所用电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V．

（1）甲同学碰接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，则连接电路时存在的不规范或不妥当是：______．（举一种情况）
（2）乙同学闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是______（选填字母序号）
A．检查电路是否断路　
B．更换小灯泡
C．移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光
（3）丙同学闭合开关时，发现电压表的指针快速转动到左边无刻度处，这是由于电压表的______了．
（4）丁同学按电路图连接成实物图后，闭合开关，发现小灯泡不亮、电流表指针不动、电压表指针有明显的偏转，则电路故障原因可能是小灯泡______；故障排除后重新闭合开关，移动滑动变阻器滑片P到某一位置时，电压表的示数如图乙，若要测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向______（填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V；接着丁同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的图象．根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是______W．该图象不是直线，主要原因是______．
（5）戊同学想换用其他规格的小灯泡再做该实验，但他却操作有误，在未断开开关的情况下，直接将小灯泡从灯座上拔出，那么拔出后电压表、电流表的示数变化情况是：______．
（6）实验时，电压表的示数为U，电流表的示数为I，己同学利用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______ （选填“大”或“小”）．

Answer 1

解：（1）将最后一根导线接好后，就看到灯泡发光，说明在连接电路时没有将开关断开；
闭合开关时灯很亮，说明滑动变阻器滑片没有调到使连入电路电阻最大的位置；
（2）闭合开关后，电流表有示数，说明电路是通路，灯泡没坏，也不是断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，下一步操作：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，即应进行C项操作；
（3）闭合开关时，发现电压表的指针快速转动到左边无刻度处，这是由于电压表正负接线柱接反了；
（4）①闭合开关，发现小灯泡不亮、电流表指针不动、电压表指针有明显的偏转说明电压表并联的部分断路，可能是小灯泡断路；
②电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，电压为2.2V；要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2.2V增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小，滑片向B端移动，使电压表的示数为2.5V；
③从图象得知，灯泡在2.5V下的电流为0.2A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
④灯泡电压越大，灯的实际功率越大，灯丝电阻温度越高，电阻越大，这表明灯丝电阻随温度升高而增大，故该图象不是直线；
（5）直接将灯泡拔出后，电路断路，电路中没有电流，电流表示数为零；电压表直接接在电源两端，电压表示数等于电源电压；
（6）如下图，电压表测量灯泡的实际电压，电流表测量灯泡和电压表的总电流，

电流的测量值大于L的实际电流值，根据P=UI可知灯泡测量的额定功率值偏大．
故答案为：
（1）连接电路时开关没有断开（或滑动变阻器阻值没有全部接入电路）；
（2）C；
（3）正负接线柱接反；
（4）断路；B；0.5；灯丝电阻随温度升高而增大；
（5）电压表示数变大（等于电源电压）、电流表示数为零（几乎为零）；
（6）大．
分析：（1）碰接电路的最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，说明电路立即接通且电路电阻阻值很小，可从连接电路的注意事项入手分析原因；
（2）闭合开关后，发现小灯泡不亮，但电表有示数，说明电路是通路，不用更换灯泡，也不用检查电路是否断路，可能是连入电阻太大，电路中电流太小所致，分析电阻过大的原因，然后进行下一步操作；
（3）电压表正极接近电源正极端，负极接近电源负极端，电压表指针正向偏转，否则反向偏转；
（4）①电压表有明显偏转说明电压表两接线柱与电源之间是通路，小灯泡不亮、电流表指针不动说明电路断路，即电压表并联的部分断路；
②根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数，电压表的示数小于灯泡的额定电压，要使灯泡正常工作，灯泡两端电压增大到2.5V，电路电流要增大，总电阻要减小，滑动变阻器的电阻要减小；
③从图象中查得额定电压下的额定电流，根据P=UI计算额定功率；
④金属电阻，其阻值随温度的升高而变大，故可以考虑由于通电时间长而使温度升高，电阻变大；
（5）开关闭合，把灯泡从插座上拔出后，电路断路，电流表无示数，电压表直接接在电源两端，测电源电压，电压表有示数，且示数等于电源电压；
（6）考虑电压表的内阻时，电流表测量电压表和灯泡的总电流，测量值大于灯泡中的实际电流，电压表测灯泡两端的实际电压，根据P=UI分析，测量的功率会偏大．
点评：本题考查了测定小灯泡电功率的实验，涉及到电路故障的判断、实验的正确操作、实验误差的分析、滑动变阻器的使用、额定功率的计算等，关键是知道灯泡的电阻会随温度的升高而变大，本题虽然涉及的知识点较多，但都是常常考察的内容，平时应注意掌握．