Question

17．在“測量小燈泡（額定電壓 2.5V）額定功率”實(shí)驗(yàn)中．
（1）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)當(dāng)斷開．
（2）小明將實(shí)物連接成如圖1所示電路，其中有一處連接錯(cuò)誤，請你在錯(cuò)誤的導(dǎo)線上畫“×”并改正．
（3）實(shí)驗(yàn)操作中有可能出現(xiàn)下列A、B、C、D四種錯(cuò)誤，如果出現(xiàn)：電流表示數(shù)較大，電壓表示數(shù)為0的現(xiàn)象．其錯(cuò)誤屬于C．
A．電流表的正負(fù)接線柱接反
B．電壓表的量程選小了
C．電燈處發(fā)生了短路
D．把滑動(dòng)變阻器下端兩接線柱連入電路
（4）排出故障后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，如圖2示數(shù)是小燈泡的正常發(fā)光時(shí)的電流，此時(shí)小燈泡的額定功率為0.75W；
（5）小華為了得到比較準(zhǔn)確的小燈泡額定功率，她用同一套器材同時(shí)做了三次實(shí)驗(yàn)，測得的數(shù)據(jù)及計(jì)算如下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電流示數(shù)/A	額定功率/W	額定功率的平均值/W
1	0.34	0.85	P=$\frac{（0.85+0.80+0.75）}{3}$=0.80
2	0.32	0.80
3	0.30	2.584

①小華三次測得功率有差異的主要原因是電流不同，燈絲電阻會(huì)發(fā)生變化，所以功率不同．
②小華這樣處理數(shù)據(jù)的方法是否正確？答：正確，可以減小誤差．
（6）當(dāng)器材不全時(shí)，還可以進(jìn)行特殊的電路設(shè)計(jì)，測量小燈泡的電功率，圖3中所示的電路中，不能測出“2.5V”小燈泡額定功率的是B．

Answer 1

分析 （1）在連接電路的過程當(dāng)中開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)．
（2）電壓表應(yīng)該和燈泡并聯(lián)，測量燈泡兩端的電壓．
（3）燈泡短路時(shí)，電路總電阻較小，電路電流較大，與待測電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)為零，據(jù)此分析電路故障原因．
（4）已知燈泡的額定電壓，要測量燈泡的額定功率，必須使燈泡兩端電壓等于額定電壓；讀取電流表的示數(shù)時(shí)，要明確電流表選擇的量程和對(duì)應(yīng)的分度值；已知燈泡的額定電壓和對(duì)應(yīng)的電流，利用公式P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
（5）①燈泡在額定電壓下的功率是額定功率．
②很多物理實(shí)驗(yàn)都需要多次測量求平均值，有的為了求平均值減小誤差，有的為了找到更普通的規(guī)律．
（6）小燈泡的額定功率等于額定電壓和額定電流的乘積，小燈泡的額定電壓U₀已知，關(guān)鍵是測出額定電流．分別分析每個(gè)電路的開關(guān)及電流表或電壓表的關(guān)系，看哪一個(gè)電路圖能測量出燈泡的額定電流．

解答 解：
（1）連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)；
（2）電壓表應(yīng)該和燈泡并聯(lián)，測量燈泡兩端的電壓．
改正后的電路圖如右圖所示：
（3）燈泡發(fā)生了短路，電路電阻較小，電路電流較大，電壓表示數(shù)為零，故C正確；
（4）電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，則功率為P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；
（5）①此實(shí)驗(yàn)雖做了三次，采用的是同一只燈泡，但電流不同，燈絲電阻會(huì)發(fā)生變化，所以功率不同；
②測量燈泡的額定功率時(shí)，兩端電壓為額定電壓，但由于電壓表量程太大，導(dǎo)致讀數(shù)出現(xiàn)誤差，從而造成電功率數(shù)值出現(xiàn)不同，所以取平均值的做法是正確的，目的是利用多次測量減小誤差．
（6）A、變阻器、燈泡與定值電阻串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)變阻器使電壓表V₁示數(shù)為2.5V，讀出電阻兩端的電壓，則根據(jù)歐姆定律和串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)即可求出燈泡的額定功率，故符合題意；
B、變阻器與燈泡串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)變阻器是電壓表V₁示數(shù)為2.5V，電壓表V₂測量變阻器兩端的電壓，由于變阻器連入電路的阻值未知，故無法求出燈泡的額定功率，故不合題意；
C、燈泡與定值電阻并聯(lián)然后與變阻器串聯(lián)，通過調(diào)節(jié)變阻器使電流表A₂示數(shù)為0.25A，則根據(jù)歐姆定律可知并聯(lián)電路兩端的電壓為2.5V，即燈泡正常工作，讀出電流表A₁示數(shù)，即為燈泡正常工作時(shí)的電流，利用P=UI即可求出額定功率，故C符合題意；
故答案為：（1）斷開；（2）如上圖；（3）C；（4）0.75；（5）燈絲電阻會(huì)發(fā)生變化，所以功率不同；正確，可以減小誤差；（6）B．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)考查了連接實(shí)物圖、電路故障分析、電表讀數(shù)、額定功率的測量、進(jìn)行多次測量的目的等問題，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)．