Question

4．在“測小燈泡電功率”的實驗中．提供了以下器材：電壓為6V的電源，滑動變阻器A標有“10Ω，1A”、滑動變阻器B標有“50Ω，1A”；小燈泡標有“3.8V”的字樣，燈絲電阻約為20Ω，開關(guān)和導線若干．
（1）本實驗應該選擇滑動變阻器B．
（2）如圖是小徐連接的電路．閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光，經(jīng)檢查，是由于其中一根導線連接錯誤．請你在實物圖中連接錯誤的導線上打“×”并補畫出正確的連線．
（3）將電路的錯誤連線改正后，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍舊不亮，電流表指針幾乎不動，電壓表的示數(shù)幾接近6V，則此故障可能為燈泡斷路．
（4）下面是小徐在解決電路故障后的實驗記錄：

實驗序號	小燈泡兩端的電壓U/V	通過燈的電流I/A	小燈泡的電功率P/W	額定功率P/W
1	3.6	0.18	0.65	P額=$\frac{0.65+0.76+0.96}{3}$=0.79
2	3.8	0.20	0.76
3	4.0	0.24	0.96

老師認為小徐對額定功率P的算法是不正確的，理由是：燈在額定電壓下的功率為額定功率，將不同電壓下的功率取平均值沒有意義．

Answer 1

分析 （1）由歐姆定律求燈的額定電流，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律求出當燈正常發(fā)光時變阻器分得的電壓，由歐姆定律求出變阻器連入電路中的電阻大小，確定選用的變阻器；
（2）電壓表應與燈并聯(lián)，燈與變阻器串聯(lián)，據(jù)此分析；
（3）若電流表指針幾乎不動，燈不亮，說明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓6V，說明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，將不同電壓下的功率取平均值沒有意義．

解答 解：（1）小燈泡標有“3.8V”的字樣，表示燈的額定電壓為3.8V，燈絲電阻約為20Ω，由歐姆定律，燈的額定電流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{3.8V}{20Ω}$=0.19A，電源電壓為6V，當燈正常發(fā)光時，變阻器分得的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，由歐姆定律，變阻器連入電路中的電阻大�。�
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{2.2V}{0.19A}$≈11.6Ω，故選用“50Ω，1A”的變阻器B；
（2）原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與變阻器并聯(lián)，是錯誤的，電壓表應與燈并聯(lián)，燈與變阻器串聯(lián)，如下所示：

（3）經(jīng)分析，閉合開關(guān)時，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍舊不亮，電流表指針幾乎不動，電壓表的示數(shù)幾接近6V，則此故障可能是：燈泡斷路；
（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，不同電壓下燈的功率不同，將不同電壓下的功率取平均值沒有意義，是錯誤的．
故答案為：（1）B；（2）如上所示；（3）燈泡斷路；（4）燈在額定電壓下的功率為額定功率，將不同電壓下的功率取平均值沒有意義．

點評 本題測小燈泡電功率，考查器材的選擇、電路的連接、故障的分析及數(shù)據(jù)的處理．