Question

1．小明做“测定小灯泡电功率”的实验时，连接的实物电路如图甲所示，电源电压为3V，小灯泡的额定电压为2.5V．

（1）用笔画线替代导线，将实物电路连接完整．
（2）在连接电路的过程中，开关要处于断开状态，滑动变阻器滑片应该处于最右端（选填“最右端或最左端”）．
（3）实验过程中，当小灯泡正常发光时，由图乙知此时电流表的示数为0.3A，小灯泡的额定功率为0.75W．
（4）实验后，小明同学想到另一种求解额定功率的方法，利用电压小于2.5V时的电压电流数据求出电阻，然后利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算出小灯泡的电功率．根据你所学知识，小明的这种计算结果与真实值相比偏大（选填“大”或“小”），原因是灯丝电阻随温度的增大而增大．
（5）小明受此实验启发，想测定电动自行车上用作照明的LED（发光二极管）额定功率．在老师的帮助下通过实验得到该LED的电流电压图象如图丙所示，查阅资料知道该LED的额定电压为3V，结合图象可得该LED的额定功率为0.072W．小明进一步发现，在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮．

Answer 1

分析 （1）把小灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意电表的正负接线柱不要接反；
（2）为保证电路安全，连接电路时开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；
（3）确定电流表的量程与最小分度值，读出电流表示数；由公式P=UI求出灯泡的功率；
（4）因为灯泡电压增大，灯泡亮度增大，灯丝温度升高，灯丝电阻随电压的增大而增大．
正常发光时的电阻大于第一次实验时的灯丝电阻；根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知计算出的额定功率偏大还是偏小；
（5）由I-U图象找出3V电压对应的电流，然后由P=UI求出LED灯的功率；从灯泡发光时，电能转化为光能的效率分析LED灯比小灯泡亮的原因．

解答 解：（1）小灯泡、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示：

（2）在连接电路的过程中，开关要处于断开状态，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；即滑动变阻器滑片应该处于最右端；
（3）由图乙可知，电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.3A，小灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（4）因为灯丝的电阻受温度影响，在不同电压下，电阻不同，灯丝电阻随温度的增大而增大．
第一次灯泡两端的电压较低，灯泡的实际功率较小，所以温度较低，此时灯泡的电阻较小，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算额定功率时，代入的电阻值偏小，所以所得电功率偏大；
（5）由I-U图象可知，电压U=3V对应的电流I=24mA=0.024A，LED的额定功率P=UI=3V×0.024A=0.072W，
LED工作时电能转化为光能的效率远大于小灯泡电能转化为光能的效率，因此在额定电压下工作时，LED比小灯泡亮；
故答案为：（1）见上图；（2）断开；最右端；（3）0.75；（4）大；灯丝电阻随温度的增大而增大；（5）0.072W．

点评 本题考查了连接实物图、连接电路的注意事项、电流表读数、求灯泡的功率、比较LED灯比小灯泡亮的原因等，认真分析电路图，明确各电路的连接方式，是正确补全电路图的关键．