Question

4．某班同學運用如圖（a）所示的實驗器材做測小燈泡功率的實驗，其中小燈泡標有“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）補畫導線，把圖（a）中的器材連接成實驗電路．要求導線不交叉，且滑動變阻器滑片P向右滑動時燈泡變亮．
（2）連接電路最后一根導線時，燈泡立即發(fā)光，而且很亮，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片時，燈泡也有明暗變化．則連接電路時存在的錯誤是：①連接電路沒有斷開開關(guān)；②閉合開關(guān)前，沒有將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處．
（3）當小燈泡正常發(fā)光時，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）某同學的實驗記錄和有關(guān)計算如表所示：

實驗序號	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)計和有關(guān)數(shù)據(jù)看，
①由第1次實驗數(shù)據(jù)求得小燈泡電阻值為12歐．
②該同學把三次測量的電功率求出的平均值當成了小燈泡的額定功率，他認為這樣可以減小誤差，你認為該同學的做法是錯誤（選填“正確”或“錯誤”）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，注意電壓表正負接線柱不要接反，滑動變阻器應(yīng)接一上一下兩個接線柱．
（2）為保證電路安全，連接電路時開關(guān)要斷開，閉合開關(guān)前，滑動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線時，燈立即發(fā)出明亮的光，可以從開關(guān)與滑動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的功率．

解答 解：（1）滑動變阻器串聯(lián)接入電路，并且要按“一上一下”的方式接入電路，
又因為滑動變阻器滑片P向右滑動時燈泡變亮，說明此時電路電阻減小，
所以應(yīng)將滑動變阻器的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”接線柱與電源負極連接；
因為燈泡額定電壓是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，將最后一根導線接好后，就看到燈泡發(fā)光，說明連接電路時，開關(guān)沒有斷開；
②燈泡比正常發(fā)光時要亮，說明閉合開關(guān)前，沒有將滑動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燈泡的功率與實際電壓有關(guān)，額定功率是指燈泡兩端等于額定電壓時的電功率，
而不是所測電功率的平均值，因此該同學的做法是錯誤的；
故答案為：（1）見上圖；
（2）①連接電路時，開關(guān)沒有斷開；
②閉合開關(guān)前，沒有將滑動變阻器的滑片移到阻值最大處；
（3）0.32；1.216；
（4）12；錯誤．

點評 本題考查了連接電路圖、實驗的注意事項、滑動變阻器的調(diào)節(jié)、電表讀數(shù)、求燈泡功率和電阻等問題，是一道電學實驗綜合題，考查知識點全面，是伏安法測功率�？純�(nèi)容，一定要掌握．