Question

4．某班同學(xué)運(yùn)用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)器材做測小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)，其中小燈泡標(biāo)有“3.8V”的字樣，燈絲電阻約為10Ω左右．請完成或回答以下問題．
（1）補(bǔ)畫導(dǎo)線，把圖（a）中的器材連接成實(shí)驗(yàn)電路．要求導(dǎo)線不交叉，且滑動(dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮．
（2）連接電路最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片時(shí)，燈泡也有明暗變化．則連接電路時(shí)存在的錯(cuò)誤是：①連接電路沒有斷開開關(guān)；②閉合開關(guān)前，沒有將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處．
（3）當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)，如圖（b）所示，則小燈泡正常發(fā)光電流為0.32A．小燈泡的額定功率為1.216W．
（4）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄和有關(guān)計(jì)算如表所示：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓（V）	電流（A）	電功率（W）	額定功率（W）
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

根據(jù)表格設(shè)計(jì)和有關(guān)數(shù)據(jù)看，
①由第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得小燈泡電阻值為12歐．
②該同學(xué)把三次測量的電功率求出的平均值當(dāng)成了小燈泡的額定功率，他認(rèn)為這樣可以減小誤差，你認(rèn)為該同學(xué)的做法是錯(cuò)誤（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）的．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，燈泡、滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，注意電壓表正負(fù)接線柱不要接反，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接一上一下兩個(gè)接線柱．
（2）為保證電路安全，連接電路時(shí)開關(guān)要斷開，閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值應(yīng)為最大阻值；連接電路的最后一根導(dǎo)線時(shí)，燈立即發(fā)出明亮的光，可以從開關(guān)與滑動(dòng)變阻器兩方面分析原因；
（3）根據(jù)電流表的量程、分度值以及指針的位置讀出電流表的示數(shù)，然后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）由表格中的數(shù)據(jù)可知小燈泡的電壓和電流，根據(jù)I=$\frac{U}{R}$的變形公式R=$\frac{U}{I}$求出小燈泡電阻值；燈泡在不同電壓下的電功率不同，額定功率是指額定電壓時(shí)的功率．

解答 解：（1）滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路，并且要按“一上一下”的方式接入電路，
又因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮，說明此時(shí)電路電阻減小，
所以應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的B接線柱與燈泡的右接線柱連接；
由題意知，小燈泡標(biāo)的額定電壓為3.8V，燈絲電阻約為10Ω左右，
根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以電流表選擇0～0.6A的量程，
應(yīng)將電流表的“0.6”接線柱與電源負(fù)極連接；
因?yàn)闊襞蓊~定電壓是3.8V，所以電壓表應(yīng)選0～15V量程，將電壓表與燈泡并聯(lián)即可，電路圖如圖所示：

（2）①連接電路時(shí)，將最后一根導(dǎo)線接好后，就看到燈泡發(fā)光，說明連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；
②燈泡比正常發(fā)光時(shí)要亮，說明閉合開關(guān)前，沒有將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處．
（3）根據(jù)圖b可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，
電流表的示數(shù)即小燈泡正常發(fā)光電流為0.32A，
則燈泡的額定功率：P_額=U_額I_額=3.8V×0.32A=1.216W．
（4）由表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)小燈泡兩端的電壓U=3.0V，電路中的電流I=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$得，小燈泡電阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.25A}$=12Ω．
②燈泡的功率與實(shí)際電壓有關(guān)，額定功率是指燈泡兩端等于額定電壓時(shí)的電功率，
而不是所測電功率的平均值，因此該同學(xué)的做法是錯(cuò)誤的；
故答案為：（1）見上圖；
（2）①連接電路時(shí)，開關(guān)沒有斷開；
②閉合開關(guān)前，沒有將滑動(dòng)變阻器的滑片移到阻值最大處；
（3）0.32；1.216；
（4）12；錯(cuò)誤．

點(diǎn)評 本題考查了連接電路圖、實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)、滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)、電表讀數(shù)、求燈泡功率和電阻等問題，是一道電學(xué)實(shí)驗(yàn)綜合題，考查知識(shí)點(diǎn)全面，是伏安法測功率�？純�(nèi)容，一定要掌握．