Question

運(yùn)用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)器材做測(cè)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(qǐng)完成或回答以下問(wèn)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)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮；
（2）在連接電路前，應(yīng)先將開關(guān)

 

，并將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到

 

端；（選填“A或B”）
（3）電路連好后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡兩端電壓為2.5V，這時(shí)小燈泡的亮度

 

（較亮、較暗），為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)將滑片P應(yīng)向

 

端移動(dòng)；（選填“A或B”）
（4）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的指示如圖（b），其示數(shù)為

 

A，則小燈泡額定功率為

 

W；

（5）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，小燈泡正常發(fā)光時(shí)的燈絲電阻為

 

Ω．（結(jié)果保留一位小數(shù)點(diǎn)）
（6）某同學(xué)連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，其原因是：

 

；
（7）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄和有關(guān)計(jì)算如下表所示：

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

從表格設(shè)計(jì)和有關(guān)數(shù)據(jù)看，該同學(xué)所犯的錯(cuò)誤是：

 

．
針對(duì)他的錯(cuò)誤，你認(rèn)為正確的結(jié)果是：

 

．
（8）若實(shí)驗(yàn)器材中電壓表0～15V的量程不靈，而0～3V的量程正常，電源電壓為6V，在這樣的前提下，可以用什么辦法測(cè)出小燈泡的額定功率？請(qǐng)?jiān)趫D方框中畫出這種情況下的實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析：（1）將小燈泡標(biāo)的額定電壓與電壓表的小量程進(jìn)行比較，就可確定電壓表的量程；根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻可求其額定電流，然后將其與電流表0.6A量程進(jìn)行比較，就可確定電流表的量程；滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮，所以滑動(dòng)變阻器的下接線柱應(yīng)接B；
（2）為了保護(hù)電路，在接線過(guò)程中，開關(guān)應(yīng)斷開；在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到阻值最大處；
（3）將燈泡的實(shí)際電壓與其額定電壓比較，就可得出燈泡的實(shí)際功率與額定功率的大小關(guān)系，從而判斷燈泡的發(fā)光亮度；為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大電流，減小電阻，就應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng)；
（4）小燈泡正常發(fā)光，所以U_額=U_實(shí)=3.8V，由電流表指針位置可讀出電路中電流，根據(jù)P=UI可求功率；
（5）根據(jù)R=

U

I

可求電阻；
（6）電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流表“+”、“-”接線柱接反了；
（7）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)的功率，是固定不變的；
（8）根據(jù)電源電壓和燈泡的額定電壓可求變阻器兩端電壓，將其與3V進(jìn)行比較，若變阻器兩端電壓小于3V，就可將電壓表與變阻器并聯(lián)；

解答：解：（1）∵U_額=3.8V，∴電壓表量程為0～15V；
        又∵燈泡額定電流約為I_額=

U額

R

=

3.8V

10Ω

=0.38A＜0.6A，電流表量程為0～0.6A；
       而滑動(dòng)變阻器的滑片P向右滑動(dòng)時(shí)燈泡變亮，所以滑動(dòng)變阻器的下接線柱應(yīng)接B．
    （2）為了保護(hù)電路，在接線過(guò)程中，開關(guān)應(yīng)斷開，以避免因接線錯(cuò)誤造成短路將電源燒壞；
     同理為了避免電路中電阻過(guò)小而燒壞電源或電表，在閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)移到阻值最大處，
      故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P移到A端．
    （3）∵U_實(shí)=2.5V＜3.8V，∴P_實(shí)＜P_額，燈泡發(fā)光變暗；
          所以為使小燈泡正常發(fā)光，應(yīng)增大電流，使燈泡兩端電壓等于額定電壓，
          故應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片P向B端移動(dòng)．
    （4）∵小燈泡正常發(fā)光，∴U_實(shí)=U_額=3.8V，
         又∵電流表選用0.6A量程，∴I_額=0.32A，
         故P_額=U_額I_額=3.8V×0.32A=1.216W．
    （5）根據(jù)R=

U

I

可得，R=

U額

I額

=

3.8V

0.32A

=11.9Ω．
    （6）電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電流表“+”、“-”接線柱接反了．
    （7）額定功率是指燈泡兩端電壓等于額定電壓時(shí)的功率，當(dāng)燈泡兩端電壓不等于額定電壓時(shí)，根據(jù)P=UI求出的功率不是額定功率，所以不能通過(guò)求功率平均值的方法來(lái)求燈泡的額定功率；
        故燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=3.8V×0.3A=1.14W．
    （8）燈泡與變阻器串聯(lián)且U_額=3.8V，U_總=6V，根據(jù)串聯(lián)電路中電壓的特點(diǎn)，變阻器兩端電壓U=U_總-U_額=2.2V，
       所以當(dāng)變阻器兩端電壓等于2.2V時(shí)，燈泡正常發(fā)光，
       故可將電壓表與變阻器并聯(lián)．
故答案為：
（1）如圖所示
；
（2）斷開、A；
（3）較暗、B；
（4）0.32、1.216；
（5）11.9；
（6）電流“+”“-”接線柱接反了；
（7）額定功率不等于功率的平均值、1.14W；
（8）

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電壓表、電流表和滑動(dòng)變阻器的使用方法及用伏安法測(cè)燈泡的額定功率．只有當(dāng)燈泡兩端的實(shí)際電壓等于其額定電壓時(shí)，燈泡才會(huì)正常發(fā)光，額定功率等于其實(shí)際功率．