Question

18．某实验小组的同学用伏安法测量小灯泡电功率，待测小灯泡额定电压为3.8V，小灯泡的额定功率估计在1W左右．

（1）连接电流表时应选用0～0.6A的量程．
（2）请用笔画线代替导线，完成实物电路的连接（要求：连线不得交叉）．
（3）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是灯泡断路．
（4）故障排除后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡正常发光时，电流表示数如图所示，请读出电流表的示数为 并填入表格中．
（5）实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍有不完整的地方，请将所缺内容填写完整．

电压U/V	3.0	3.8	4.0
电流I/A	0.28	0.3	0.34
电功率P/W	0.84		1.36
灯泡发光情况	较暗→正常发光→较亮

（6）同学们分析实验数据可知：（a）小灯泡的额定功率为1.14W．（b）小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的．
（7）利用本实验也可测量灯泡的电阻，按照你所连接的实物图所测出的灯泡电阻值将偏小（选填“大”或“小”）．

Answer 1

分析 （1）知道灯泡的额定电压和额定功率的大约值，根据P=UI求出额定电流的大约值，然后确定电流表的量程；
（2）根据灯泡的额定电压确定电压表的量程且与灯泡并联，电流表串联在电路中；
（3）电压表有示数说明连接线柱与电源之间是通路，电流表指针几乎不动、灯泡不亮说明电路断路，即电压表并联部分断路；
（4）根据电流表的量程和分度值读出示数并填入表格中；
（5）根据P=UI求出第二次灯泡的实际功率；
（6）（a）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等；（b）比较灯泡的实际功率和灯泡亮暗得出结论；
（7）由电路图可知电流表位于电压表的外侧，根据并联电路的分流特点可知电流表的示数偏大，电压表的示数较准确，根据欧姆定律分析灯泡电阻的测量值与真实值之间的关系．

解答 解：（1）由P=UI可得，灯泡额定电流的大约值I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$≈0.26A，则电流表的量程为0～0.6A；
（2）灯泡的额定电压为3.8V，则电压表的量程为0～15V，且与灯泡并联，电流表串联在电路中，如下图所示：

（3）检查电路连接无误，闭合开关后，灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不动，说明电压表并联部分断路，可能是灯泡断路；
（4）图乙中电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.3A；
（5）第二次灯泡的实际功率P₂=U₂I₂=3.8V×0.3A=1.14W；
（6）（a）额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等，则额定功率为1.14W；
（b）由表中数据可知，灯泡的亮度随实际功率的增大而增大，故可得结论：小灯泡的发光亮度是由灯泡的实际功率决定的；
（7）由电路图可知，电流表外接法，根据并联电路的分流特点可知电流表的示数偏大，电压表的示数较准确，
由I=$\frac{U}{R}$的变形式R=$\frac{U}{I}$可知，灯泡电阻的测量值偏小．
故答案为：
（1）0～0.6A；
（2）如上图所示；
（3）灯泡断路；
（4）0.3；
（5）1.14；
（6）1.14；实际功率；
（7）小．

点评 本题考查了电表量程的选择和连接以及读数、电功率的计算、电路故障的判断、实验的注意事项、实验误差的分析等，要注意额定电压下灯泡的实际功率和额定功率相等以及串联电路的分压特点．