Question

4．小华和小明在“测量小灯泡的额定功率”实验中，所用小灯泡上标有“3.8V”字样，电源电压恒为6V．

（1）他们将实验器材连接成了如图1所示的电路，闭合开关后发现灯不亮，只有电压表有示数（选填“电压”或“电流”）．
（2）小明想重新连接电路，旁边的小华拦住他，说不用重接，只要改接一根导线就可以使电路连接正确．请你观察电路，在连接错误的导线上打“×”，并画出这根导线的正确接法．
（3）电路连接正确后，小明开始实验．闭合开关，调节滑片，当灯泡正常发光时，电流表的示数如图乙所示，则灯泡的额定功率为1.14W．
（4）在实验过程中小明和小华发现，调节滑动变阻器滑片时，电压表的示数很难准确达到3.8V．经过讨论他们发现，只要在前面（2）操作的基础上，将电压表改接到滑动变阻器两端，就能减小实验误差．改接后能减小实验误差的原因是灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，把电压表并联到滑动变阻器两端，电压表量程应选择0-3V，分度值为0.1V，故读数更精确．
（5）小明和小华通过分析认为，如果增加已知阻值的定值电阻R₀，只利用一只电流表，通过简单操作（开关S接“a”、“b”各一次）就能测量小灯泡的额定功率．图3、4是他们设计的两种电路图，其中能完成测量的是电路图3．

Answer 1

分析 （1）根据电流表和电压表的连接方式分析；
（2）电流表应串联接入电路中；电压表应并联接入电路中；
（3）根据电流表的量程读出电流值，运用电功率公式计算额定功率．
（4）根据串联电路的电压规律分析；
（5）灯泡与电阻R₀，并联在电路中，电压是相同的，当通过R₀的电流与R₀的阻值的乘积等于3.8V时，灯会正常发光；利用电流表测出通过灯泡的电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）由图可知，电压表串联接入了电路，电流表与灯泡并联在电路中，故此时电流表示数为0，电压表测量的是电源电压，电压表有示数；
（2）由图可知，此时的电流表与灯泡并联在了电路中，所以电流表的连接是错误的；电压表应并联到定值电阻的两端；实物图为：
；
（3）由电路可知，电流表使用的是0～0.6A量程，分度值是0.02A；故电流表示数：I=0.3A；小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和；灯泡的额定电压为3.8V，故电压表量程为0-15V，分度值为0.5V，故读数不精确；灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，把电压表并联到滑动变阻器两端，当电压表示数为2.2V时，电压表量程应选择0-3V，分度值为0.1V，故读数更精确；
（5）灯泡与电阻R₀，并联在电路中，电压是相同的，当通过R₀的电流与R₀的阻值的乘积等于3.8V时，灯会正常发光；
图3中，s接a时，电流表测量的是干路中的电流，s接b时，测的是R₀的电流，根据并联电路电流关系可以求出灯泡的电流，根据P=UI能求出灯泡的额定功率，故图3可以；
图4中，s接a时，电流表不接入电路中，s接b时，测的是灯泡的电流，故无法测出R₀的电流，不能求出电压，不能求出灯泡的额定功率，故图4不可以．
故答案为：
（1）电压；
（2）如图；
（3）1.14；
（4）滑动变阻器；灯泡正常发光时，滑动变阻器两端电压为6V-3.8V=2.2V，把电压表并联到滑动变阻器两端，电压表量程应选择0-3V，分度值为0.1V，故读数更精确；
（5）3．

点评 此题是“测定小灯泡的电功率”的实验，有关电路的连接是电学实验中的常考内容，电表的读数和电功率的计算也是必考内容，这些都是必须掌握的．