Question

7．小宜同學(xué)做“測小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(biāo)有“10Ω　1A”的字樣．
（1）如圖所示的是小宜同學(xué)連接不完整的實(shí)驗(yàn)電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)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�。�
（2）當(dāng)小宜同學(xué)閉合電路的開關(guān)后，電路中可能出現(xiàn)一些不正�，F(xiàn)象．
第一種：小燈泡較暗，滑動變阻器滑片移動時(shí)不能改變小燈泡的亮暗程度，可能在連接電路時(shí)把滑動變阻器的AB（填“AB”或“CD”）兩端點(diǎn)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，可能小燈泡處斷路（填“短路”或“斷路”）．
（3）小宜同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中為了能得到比較準(zhǔn)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)，如表：

實(shí)驗(yàn)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=$\frac{1.08+1.52+1.89}{3}$=1.50
2	3.80	0.40	1.52
3	4.50	0.42	1.89

老師認(rèn)為小宜同學(xué)通過三次測量得到三組數(shù)據(jù)，算出三個(gè)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(rèn)為正確測量結(jié)果P_額=1.52W．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)中燈泡、電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)，根據(jù)燈泡規(guī)格確定電表的量程．
（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(gè)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(jì)算功率．

解答 解：
（1）測小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)中燈泡、電流表和滑動變阻器應(yīng)串聯(lián)，由燈泡額定電壓3.8V，電壓表應(yīng)使用0-15V量程，燈泡正常發(fā)光電流約為I=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，所以電流表應(yīng)使用0-0.6A量程，變阻器一上一下接入電路，且滑片右移變阻器連入阻值減小，所以應(yīng)將B接入電路中，如圖所示：
；
（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(shí)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(cuò)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(jì)算平均值更無意義．
（4）由表格知，燈泡在3.8V下的電功率為1.52W．
故答案為：（1）見上圖；
（2）AB；斷路；
（3）因?yàn)轭~定功率是燈泡在額定電壓下的功率，當(dāng)滑動變阻器的阻值變化時(shí)，燈兩端的實(shí)際電壓也變化，實(shí)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(diǎn)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(shí)，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(shí)，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(dǎo)線電壓，示數(shù)為0．
（2）物理上要進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，有的是多次實(shí)驗(yàn)求平均值來進(jìn)行誤差，有的是多次測量發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律．