Question

3．按图示的电路图做“测量小电灯的功率”的实验．所用器材有：标有“3.8V”字样的待测小电灯、电压恒为6V 的电源、标有“20Ω 1A”的滑动变阻器、电流表（量程为0～0.6A、0～3A）、电压表（量程为0～3V、0～15V）、开关及导线若干．
（1）一学生按图连接电路后，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，灯不亮，电压表有较大的示数．经检查，导线连接完好，则电路故障是：小电灯断路．排除该故障换用新元件后，闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处．
（2）小明同学按电路图正确连接电路后，闭合开关，从大到小调节滑动变阻器的阻值，并将正确操作下的电压表和电流表的示数填入下表．

电压表的示数U/V	电流表的示数I/A	小电灯的功率P/W
2.0	0.20
2.5	0.22
3.0	0.25
3.8	0.30
4.5	0.32

①通过上表数据，可算得小电灯的额定功率为1.14W．
②将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V 电源的两端，两灯消耗的总功率为1.5W．
（3）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”）．

Answer 1

分析 （1）①根据电路图可知，闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路为灯泡的基本电路，电压表有示数说明电压表与电源之间是通路，灯泡不亮说明电压表并联部分断路；
②开关闭合后，灯闪亮一下后立即熄灭，说明电路电流太大，电路电阻太小造成的，原因可能是闭合开关前滑动变阻器滑片没有放到最大阻值处；
（2）①根据图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P=UI求出小电灯的额定功率；
②将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，则每个灯泡两端的电压为3V，由表格数据找出灯泡两端的电压为3V时的电流，即可根据P=UI求出总功率；
（3）由电路可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡和电压表的电流，根据P=UI可知测量结果与真实值的关系．

解答 解：（1）①闭合开关，将滑动变阻器的滑片移到最左端时，电路为灯泡的基本电路，灯不亮，电压表有较大的示数，说明电压表并联部分断路，即小电灯断路；
②闭合开关时，观察到灯闪亮一下后立即熄灭，该学生在操作过程中的不当之处是：闭合开关前滑动变阻器滑片没有移到最大阻值处；
（2）①由表格数据可知，灯泡两端的电压为3.8V时，通过的电流为0.30A，
则小电灯的额定功率P_额=U_额I_额=3.8V×0.30A=1.14W；
②将两个这样的相同规格的小电灯串联后直接接在6V电源的两端，
由根据串联电路的电压特点可知，每个灯泡两端的电压均为3V，
由表中数据可知，当灯泡两端的电压为3V时，电流I=0.25A，
则两灯消耗的总功率P_总=UI′=6V×0.25A=1.5W；
（3）由电路可知，电压表测灯泡两端的电压，电流表测通过灯泡和电压表的电流，测得的电流偏大；
由P=UI可知，电功率的测量结果大于真实值．
故答案为：
（1）小电灯断路；闭合开关前滑动变阻器的滑片没有移到最大阻值处；
（2）①1.14；②1.5；
（3）大．

点评 本题考查了电路故障的判断和电功率的计算以及串联电路中的分压特点、实验误差的分析，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等．