Question

某物理小组在做“测定小灯泡功率”的实验．实验器材：电源（电压恒为4.5V）、电压表、电流表、开关和小灯泡（额定电压为3.8V）各一个，滑动变阻器50Ω　1A，导线若干．

（1）图甲是小组A连接的实物图．闭合开关后，移动变阻器的滑片，电压表示数不变，经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“×”，并补画出正确的连线．
（2）小组B在连线时，不小心将线接错了．闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，产生这种现象的原因是______．
（3）改正错误后，闭合开关，移动变阻器的滑片，当灯泡正常发光时，电流表示数（如图乙所示），则小灯泡的额定功率为______W．
（4）本实验测多组数据与测量物体长度时测多组数据的目的______（选填“相同”或“不相同”），本实验测多组数据的目的是：______．

Answer 1

解：（1）由题目中的电流表表盘知，电流表选择0～0.6A量程，电流表与灯泡串联，
灯泡的额定电压为3.8V，电压表选择0～15V量程，电压表与灯泡并联，
滑动变阻器选择一上一下接线柱，串联在电路中．
经分析，电压表并联在灯泡与滑动变阻器两端，测灯泡和滑动变阻器的总电压是错误的，电压表要并联在灯泡两端测灯泡的电压，如图：


（2）连线时，不小心将线接错了，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，电流表示数变大，电路中电流变大；根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压变大；
根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压减小，故产生这一现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端；
（3）此时电流表选择的是小量程，所以分度值是0.02A，故此时电流表的读数是：0.24A，故知道灯泡的额定电压是3.8V，额定电压下的电流是0.24A，所以此灯泡的额定功率是：P=UI=3.8V×0.24A=0.912W；
（4）测量物体长度时测多组数据的目的是多次测量求取平均值，减小误差；而本实验的目的是为了总结规律，得出灯泡的实际功率和亮度的关系，故本实验测多组数据与测量物体长度时测多组数据的目的不相同．
故答案为：（1）如图；（2）电压表并联在滑动变阻器两端；（3）0.912；（4）不相同； 探究小灯泡的亮度与实际电功率的关系；
分析：（1）伏安法测功率的实验中，电压表与灯泡并联测灯泡电压，电流表与灯泡串联测灯泡电流．
在实物连接图中找到错误之处：主要分析电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用，从电压表和电流表的正负接线柱、量程、连接方式，滑动变阻器的接线柱和连入方式上逐条分析．
（2）电流表示数变大，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，据此判断实验现象的原因；
（3）对于电流表的读数，应先确定量程，而后看清分度值，进而读出电流表的示数；
由于灯泡的额定功率，即在额定电压下的功率，所以知道额定电压和额定电压下的电流，据公式P=UI计算即可．
（3）在物理实验过程中，多次测量的目的有两个：将测量数据取平均值，减小误差；总结规律，避免结论的片面性．据此分析即可判断．
点评：本题考查了滑动变阻器的连接和使用、电流表的读数、电功率公式的应用和实验中多次测量的目的等，关键是学生对伏安法测功率实验的理解和掌握；