Question

20、某物理興趣小組在測量小燈泡電功率的實驗中，設計的電路圖如圖所示．電源電壓保持不變，閉合電鍵S后，電路正常工作，過了一會，燈L突然熄滅，兩個電表中只有一個電表示數變大，則：

（1）若電壓表示數變大，電路故障是

燈泡斷路

；若電流表示數變大，電路故障是

燈泡短路

．
（2）排除故障后繼續實驗，老師告訴同學們，電壓表的電阻雖然較大，但還是有部分電流通過電壓表，則通過實驗測得數據計算出來的電功率

大于

小燈泡的實際功率．（ 選填“大于”“等于”“小于”）

Answer 1

分析：（1）燈泡不亮可能是燈泡斷路或燈泡以外的地方斷路或燈泡短路．燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表測量電源電壓；
燈泡短路時，電路總電阻減小，電路電流增大，電流表示數增大，電壓表測量導線電壓，示數為0；
燈泡以外的地方斷路，整個電路都處于斷開狀態，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數．
（2）由于電壓表有內阻，電流表測量電壓表和燈泡中的電流，測量的電流值大于燈泡的實際電流值．
電壓表測燈泡的實際電壓．
根據P=UI測量的功率會偏大．

解答：解：（1）如果燈泡以外的電路斷路，燈泡中無電流，燈泡兩端無電壓，電壓表和電流表都減小到0．
如果燈泡斷路，電路斷路，電流表減小到0，電壓表串聯在電路中，測電源電壓，電壓表示數變大．
如果燈泡短路，電路電阻減小，電流增大，電流表示數變大，電壓表測導線電壓，電壓表示數減小為0．
（2）電壓表測燈泡的實際電壓，電流表測燈泡與電壓表的總電流，測量值大于燈泡的實際電流，
根據P=UI得，測得的功率大于燈泡的實際功率．
故答案為：（1）燈泡斷路；燈泡短路；（2）大于．

點評：本題考查了兩個問題：
（1）連接好電路，閉合開關，燈泡不亮，可能是電路電阻太大，電流太小；可能是斷路；可能是短路．
通過移動滑動變阻器滑片判斷電路電流大小還是故障．
再由電流表判斷短路還是斷路，再由電壓表判斷故障的具體位置．
（2）伏安法測電阻和電功率有兩種接法，如圖：

甲：電流表測R的真實電流，電壓表測電流表和R的總電阻，求出的功率值偏大，求出的電阻偏大．
乙：電壓表測R的真實電壓，電流表測電壓表和R的總電流，求出的功率值偏大，求出的電阻偏小．