Question

某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验．被测小灯泡的额定电压为3.8V，电阻约为10Ω．实验室有如下器材：电源（电压为6V）、电流表（0～0.6A 0～3A）、电压表（0～3V 0～15V）、开关各一个，导线若干，滑动变阻器三只：R₁（5Ω 0.5A）、R₂（10Ω 0.5A）、R₃（500Ω 1A）．

同学们设计的电路如图所示：

（1）电压表应选用　　　　　　挡，滑动变阻器应选用　　　　　　（选填“R₁”、“R₂”、“R₃”）

（2）图甲是小明画出的实验电路图，请你根据电路图用笔画线代替导线，帮他将图乙中未完成的电路连接好，要求：滑动变阻器的滑片向右移动时，连入电路的阻值变小，导线不能交叉．

（3）实验电路接好后，合上开关时，部分同学发现电路出现故障，主要有下表所列的两种情况，请根据现象和检测结果指出故障的可能原因：

故障现象 检测 故障原因

灯泡较暗、两表的示数均较小 移动滑动变阻器滑片，现象不变 ①　　　　　　　　　　

灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 取下灯泡，两表的示数不变 ②　　　　　　　　

（4）下表为某小组的实验记录分析表：

实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 功率/W 额定功率/W

1 3.0 0.36 1.08 P_额==1.50

2	3.8	0.4	1.52
3	4.5	0.42	1.89

老师认为该小组的数据处理过程有错误，你认为错误之处是　　　　　　　　，正确的测量结果是P额=　　　　　　　　 W．

（5）在科学探究的过程中，经常需要进行多次实验．如在本实验中，若进一步综合分析实验数据，你能发现另外一条规律　　　　　　　　　　，可见这里的多次实验是为了发现不同现象背后的普遍规律；有时多次实验是为了多次测量取平均值以减小实验误差，如：　　　　　　　　　　 （填实验名称）．

Answer 1

解：（1）灯泡的额定电压为3.8V，所以电压表选择0～15V量程．

灯泡正常工作时，电路电流约为I===0.38A，

滑动变阻器两端电压U′=U﹣U_L=6V﹣3.8V=2.2V．

所以滑动变阻器电阻为R′==≈5.8Ω．

“5Ω  0.5A”滑动变阻器的电阻太小，“500Ω 1A”滑动变阻器的电阻太大，不能满足实验需要．

所以选择“10Ω  0.5A”的滑动变阻器．

（2）电压表选15V量程与灯泡并联，电流表选0.6V的量程与灯泡串联，滑动变阻器右下方接线柱与灯泡串联，如下图所示：

（3）①灯泡较暗、两表的示数均较小，移动滑动变阻器滑片，现象不变，故障原因是：滑动变阻器同时接到下面两个接线柱．

②灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数，取下灯泡，两表的示数不变故障原因是：灯泡断路．

（4）由于灯泡的实际功率不是定值，所以不能通过求平均值的方法来求功率；该小组数据处理过程是错误的；

额定功率等于灯泡正常工作时的实际功率，即实际电压为3.8V时的实际功率1.52W．

（5）本实验进行多次测量的目的是为了找到普遍规律，即小灯泡实际功率随实际电压的增大而增大；伏安法测量定值电阻的阻值进行多次测量的目的是减小误差．

故答案为：（1）0～15V；R₂；（2）如上图所示；（3）①滑动变阻器同时接到下面两个接线柱；②灯泡断路；（4）额定功率不应求平均值；1.52；（5）小灯泡实际功率随实际电压的增大而增大；测量定值电阻的阻值．