Question

14．在测量“小灯泡电功率”的实验中，小明的实验小组用的电源电压为4.5V，灯泡的额定电压为2.5V，电阻大约为10Ω．

（1）请你用笔画线代替导线，在图甲中将实物电路补充完整．（导线不能交叉）
（2）连好电路，闭合开关后，移动滑片P到某一点时，电压表示数（如图乙），若他想测量小灯泡的额定功率，应将图甲中滑片P向B（选填“A”或“B”）端移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）小丽同学移动滑片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I-U图象，根据图象信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W．
（4）实验结束后，小明整理实验器材时，发现滑动变阻器的BP部分比PC部分温度高（选填“高”或“低”）．
（5）查阅有关资料后得知，电压表工作时，其实内部有微弱电流通过，据此分析，所测量的额定功率偏大（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出灯泡额定电流的大约值确定电流表的量程；
（2）灯在额定电压下正常工作，根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数，比较电压表的示数与灯泡的额定电压大小，根据串联电路电压的规律和分压原理，确定滑动变阻器滑片移动的方向；
（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）根据焦耳定律进行分析；
（5）根据并联电路电流的规律分析．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压等于额定电压U_L=2.5V，根据欧姆定律可知此时电路电流约为：
I=$\frac{{U}_{L}}{{R}_{L}}=\frac{2.5V}{10Ω}$=0.25A，电流表选用小量程与灯串联；如下所示：

（2）电压表使用0～3V量程，分度值为0.1V，电压为2V；要使灯泡正常工作，灯泡两端电压从2V增大到2.5V，根据串联电路电压的规律，应减小变阻器的电压，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻要变小，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_额=U_额I_额=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）电阻丝BP部分与金属植PC部分串联，电流相等，并且BP部分比PC部分电阻大，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在通电时间相等的情况下，BP部分产生的热量多，BP部分比PC部分温度高；
（5）电压表工作时，其实内部有微弱电流通过，根据并联电路电流的规律，电流表示数I=I_L+I_表，大于通过灯的实际电流，而电压表测量的电压是准确的，故根据P=UI求得的额定功率偏大．
故答案为：（1）如上所示；（2）B；（3）0.5；（4）高；（5）大．

点评 本题测量小灯泡电功率，考查电路的连接、操作过程、额定功率的计算、焦耳定律的应用及误差的分析．