Question

小伟做了“测小灯泡的电功率”的实验后，自己设计了一个实验电路，用另一只电流表A，和一个5Ω的定值电阻R替换了原来的电压表，连接了如图甲所示的电路，同样测出了一个标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率．

请根据小伟的实验设计，完成下面的填空：
（1）连接电路时，应该将开关________（选填“断开”、“闭合”），并将滑动变阻器的滑片移至图甲中最________端（选填“左”、“右”）．
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，使电流表A₂示数为________A，此时小灯泡恰好正常发光．
（3）读出此时电流表A₁的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为________W，小灯泡正常发光时的灯丝电阻值是________Ω，该阻值________（选填“大于”、“小于”或“等于”）小灯泡两端电压为1V时的灯丝电阻值．
（4）如果小伟所用的定值电阻实际阻值略大于5Ω，则他应用上面的方法测得小灯泡的额定功率与其真实值相比将________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

Answer 1

解：（1）连接电路时，开关应处于断开状态，并将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，即最左端；
（2）由电路图知：定值电阻与灯泡并联，它们两端的电压相等，当并联电压等于灯泡的额定电压U_L=2.5V时，灯泡正常发光，此时电流表A₂的示数I₂===0.5A；
（3）由图甲知，电流表A₁的量程是3A，由图乙知电流表的最小分度值是0.1A，电流表读数I₁=0.9A，流过灯泡的电流I_L=I₁-I₂=0.9A-0.5A=0.4A，灯泡的额定功率P=U_LI_L=2.5V×0.4A=1W；
灯泡的电阻：R_L===6.25Ω；因为灯丝的电阻随温度的增加而增大，而灯泡的额定电压为2.5V，因此正常发光时的阻值大于小灯泡两端电压为1V时的灯丝电阻值．
（4）因为灯泡的额定电压不变，定值电阻实际阻值略大于5Ω时，电流表A₂的示数将小于（2）中的计算的结果，则计算得出灯泡的额定电流将大于（3）中的计算值，由P=UI可知，测得小灯泡的额定功率与其真实值相比将偏大．
故答案为：（1）断开；左；（2）0.5；（3）1；6.25；大于；（4）偏大．
分析：（1）连接电路时，开关始终应该处于断开状态，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处；
（2）电流表A₂与定值电阻串联，相当于电压表，使并联电路电压等于灯泡额定电压2.5V时灯泡可以正常发光，由欧姆定律可以求出电流表A₂的示数；
（3）确定电流表A₁的量程与最小分度值，读出电流表A₁的示数，然后由并联电路的特点求出流过待测电阻的电流，然后由P=UI和欧姆定律求出灯泡的功率和电阻；灯丝的电阻随温度的升高而增大；
（4）先判断根据定值电阻的阻值计算出电流表A₂的示数的情况，然后根据并联电路电流特点确定计算出通过灯泡电流的变化情况，最后根据P=UI可知测得的额定功率偏大还是偏小．
点评：本题考查了电路连接的注意事项、并联电路的特点以及欧姆定律和电功率公式的应用，侧重考查了学生运用所学知识解决问题的能力和分析问题的能力．