Question

小剛同學做“測小燈泡的額定功率”實驗時，已知小燈泡的額定電壓是3.8V，其中電源是三節(jié)新的干電池，燈絲電阻大約10Ω，滑動變阻器上標有“10Ω  1A”的字樣．
（1）如圖所示的是小宜同學連接不完整的實驗電路，請你用筆畫線代替導線幫他將圖中未連接部分連接好，要求：電壓表、電流表選擇合適的量程，滑動變阻器的滑片向右移動使連入電路的阻值減小．
（2）當小宜同學閉合電路的開關后，電路中可能出現(xiàn)一些不正常現(xiàn)象．
第一種：小燈泡較暗，滑動變阻器滑片移動時不能改變小燈泡的亮暗程度，可能在連接電路時把滑動變阻器的

 

（填“AB”或“CD”）兩端點連入了電路中．
第二種：小燈泡不亮，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)為4.5V，可能小燈泡處

 

（填“短路”或“斷路”）．
（3）小宜同學在實驗中為了能得到比較準確的小燈泡的額定功率，改變接入電路的滑動變阻器的阻值，分別得到三組數(shù)據(jù)，如下表：

實驗序號	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	功率/W	額定功率/W
1	3.00	0.36	1.08	P額= 1.08+1.52+1.89 3 =1.50
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

老師認為小宜同學通過三次測量得到三組數(shù)據(jù)，算出三個電功率值，再求平均值得到額定功率的數(shù)據(jù)處理方法有誤，為什么？
（4）你認為正確測量結果P_額=

 

W．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V，并聯(lián)在燈泡兩端，測燈泡電壓．
知道燈泡的額定電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律求出電流，確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)在電路中．
注意電流表從正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器滑片右移，連入電路的阻值減小，滑動變阻器接入右半段，滑動變阻器接入右下端接線柱，上面接線柱任意選擇，串聯(lián)在電路中．
（2）滑片移動不能改變判斷的亮度，滑動變阻器都接上面或下面兩個接線柱，再由燈泡始終較暗，來判斷滑動變阻器接入的接線柱．
燈泡不亮，電流表示數(shù)為0，電路斷路，電壓表等于電源電壓，可以判斷故障問題．
（3）燈泡在不同電壓下，電流不同，功率不同，求功率的平均值無意義．
（4）利用燈泡的額定電壓和額定電流值，根據(jù)P=UI計算功率．

解答：解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V，電壓表與燈泡并聯(lián)，
燈泡電流約為I=

U

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A，
電流表選擇0～0.6A，燈泡串聯(lián)在電路中，
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出，
滑片右移，滑動變阻器電阻變小，滑動變阻器選擇右下端接線柱和上面任意接線柱串聯(lián)在電路中，如圖：

（2）第一種：燈泡較暗，電路電流較小，電流電阻較大，滑動變阻器電阻較大，移動滑片，電路電阻不變，所以，滑動變阻器接入A、B接線柱．
第二種：燈泡不亮，電流表示數(shù)為0，電路斷路，電源有3節(jié)干電池串聯(lián)，電源電壓為4.5V，此時電壓表示數(shù)為4.5V，電壓表測電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路．
（3）燈泡的電壓不同，電流不同，功率不同，求功率的平均值，得到額定功率是錯誤的．
額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，測量其它電壓下的功率是無意義，計算平均值更無意義．
由表格知，燈泡在3.8V下的電功率為1.52W．
故答案為：（1）電路連接如圖所示；（2）AB；斷路；（3）因為額定功率是燈泡在額定電壓下的功率，當滑動變阻器的阻值變化時，燈兩端的實際電壓也變化，實際功率隨著變化，多次測量求平均值算出的功率不是額定功率，沒有意義；（4）1.52．

點評：（1）電路故障問題：燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路，燈泡斷路時，電路斷路，電路中沒有電流，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)聯(lián)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(shù)增大，電壓表測量導線電壓，示數(shù)為0．
（2）物理上要進行多次實驗，有的是多次實驗求平均值來進行誤差，有的是多次測量發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律．