小偉做了“測小燈泡的電功率”的實驗后,自己設計了一個實驗電路,用另一只電流表A,和一個5Ω的定值電阻R替換了原來的電壓表,連接了如圖甲所示的電路,同樣測出了一個標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率.
請根據小偉的實驗設計,完成下面的填空:
(1)連接電路時,應該將開關________(選填“斷開”、“閉合”),并將滑動變阻器的滑片移至圖甲中最________端(選填“左”、“右”).
(2)閉合開關后,移動滑動變阻器的滑片,使電流表A2示數為________A,此時小燈泡恰好正常發光.
(3)讀出此時電流表A1的示數如圖乙所示,則小燈泡的額定功率為________W,小燈泡正常發光時的燈絲電阻值是________Ω,該阻值________(選填“大于”、“小于”或“等于”)小燈泡兩端電壓為1V時的燈絲電阻值.
(4)如果小偉所用的定值電阻實際阻值略大于5Ω,則他應用上面的方法測得小燈泡的額定功率與其真實值相比將________(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
解:(1)連接電路時,開關應處于斷開狀態,并將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處,即最左端;
(2)由電路圖知:定值電阻與燈泡并聯,它們兩端的電壓相等,當并聯電壓等于燈泡的額定電壓UL=2.5V時,燈泡正常發光,此時電流表A2的示數I2===0.5A;
(3)由圖甲知,電流表A1的量程是3A,由圖乙知電流表的最小分度值是0.1A,電流表讀數I1=0.9A,流過燈泡的電流IL=I1-I2=0.9A-0.5A=0.4A,燈泡的額定功率P=ULIL=2.5V×0.4A=1W;
燈泡的電阻:RL===6.25Ω;因為燈絲的電阻隨溫度的增加而增大,而燈泡的額定電壓為2.5V,因此正常發光時的阻值大于小燈泡兩端電壓為1V時的燈絲電阻值.
(4)因為燈泡的額定電壓不變,定值電阻實際阻值略大于5Ω時,電流表A2的示數將小于(2)中的計算的結果,則計算得出燈泡的額定電流將大于(3)中的計算值,由P=UI可知,測得小燈泡的額定功率與其真實值相比將偏大.
故答案為:(1)斷開;左;(2)0.5;(3)1;6.25;大于;(4)偏大.
(1)連接電路時,開關始終應該處于斷開狀態,閉合開關前,應將滑動變阻器的滑片移至阻值最大處;
(2)電流表A2與定值電阻串聯,相當于電壓表,使并聯電路電壓等于燈泡額定電壓2.5V時燈泡可以正常發光,由歐姆定律可以求出電流表A2的示數;
(3)確定電流表A1的量程與最小分度值,讀出電流表A1的示數,然后由并聯電路的特點求出流過待測電阻的電流,然后由P=UI和歐姆定律求出燈泡的功率和電阻;燈絲的電阻隨溫度的升高而增大;
(4)先判斷根據定值電阻的阻值計算出電流表A2的示數的情況,然后根據并聯電路電流特點確定計算出通過燈泡電流的變化情況,最后根據P=UI可知測得的額定功率偏大還是偏小.
點評:本題考查了電路連接的注意事項、并聯電路的特點以及歐姆定律和電功率公式的應用,側重考查了學生運用所學知識解決問題的能力和分析問題的能力.