Question

4．某班同学运用如图（a）所示的实验器材做测小灯泡功率的实验，其中小灯泡标有“3.8V”的字样，灯丝电阻约为10Ω左右．请完成或回答以下问题．
（1）补画导线，把图（a）中的器材连接成实验电路．要求导线不交叉，且滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮．
（2）连接电路最后一根导线时，灯泡立即发光，而且很亮，调节滑动变阻器滑片时，灯泡也有明暗变化．则连接电路时存在的错误是：①连接电路没有断开开关；②闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．
（3）当小灯泡正常发光时，如图（b）所示，则小灯泡正常发光电流为0.32A．小灯泡的额定功率为1.216W．
（4）某同学的实验记录和有关计算如表所示：

实验序号	电压（V）	电流（A）	电功率（W）	额定功率（W）
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

根据表格设计和有关数据看，
①由第1次实验数据求得小灯泡电阻值为12欧．
②该同学把三次测量的电功率求出的平均值当成了小灯泡的额定功率，他认为这样可以减小误差，你认为该同学的做法是错误（选填“正确”或“错误”）的．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，灯泡、滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，注意电压表正负接线柱不要接反，滑动变阻器应接一上一下两个接线柱．
（2）为保证电路安全，连接电路时开关要断开，闭合开关前，滑动变阻器接入电路的阻值应为最大阻值；连接电路的最后一根导线时，灯立即发出明亮的光，可以从开关与滑动变阻器两方面分析原因；
（3）根据电流表的量程、分度值以及指针的位置读出电流表的示数，然后根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）由表格中的数据可知小灯泡的电压和电流，根据I=$\frac{U}{R}$的变形公式R=$\frac{U}{I}$求出小灯泡电阻值；灯泡在不同电压下的电功率不同，额定功率是指额定电压时的功率．

解答 解：（1）滑动变阻器串联接入电路，并且要按“一上一下”的方式接入电路，
又因为滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮，说明此时电路电阻减小，
所以应将滑动变阻器的B接线柱与灯泡的右接线柱连接；
由题意知，小灯泡标的额定电压为3.8V，灯丝电阻约为10Ω左右，
根据欧姆定律可知，电路中的电流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A＜0.6A，所以电流表选择0～0.6A的量程，
应将电流表的“0.6”接线柱与电源负极连接；
因为灯泡额定电压是3.8V，所以电压表应选0～15V量程，将电压表与灯泡并联即可，电路图如图所示：

（2）①连接电路时，将最后一根导线接好后，就看到灯泡发光，说明连接电路时，开关没有断开；
②灯泡比正常发光时要亮，说明闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处．
（3）根据图b可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，
电流表的示数即小灯泡正常发光电流为0.32A，
则灯泡的额定功率：P_额=U_额I_额=3.8V×0.32A=1.216W．
（4）由表格中的数据可知，当小灯泡两端的电压U=3.0V，电路中的电流I=0.25A，
由I=$\frac{U}{R}$得，小灯泡电阻值：
R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.0V}{0.25A}$=12Ω．
②灯泡的功率与实际电压有关，额定功率是指灯泡两端等于额定电压时的电功率，
而不是所测电功率的平均值，因此该同学的做法是错误的；
故答案为：（1）见上图；
（2）①连接电路时，开关没有断开；
②闭合开关前，没有将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处；
（3）0.32；1.216；
（4）12；错误．

点评 本题考查了连接电路图、实验的注意事项、滑动变阻器的调节、电表读数、求灯泡功率和电阻等问题，是一道电学实验综合题，考查知识点全面，是伏安法测功率常考内容，一定要掌握．