Question

16．在测量小灯泡额定功率（正常发光时阻值约9Ω）实验中，小明设计了如图1所示的电路图．已知电源电压为6V，灯泡的额定电压为3.8V，滑动变阻器标有“20Ω  1A”字样．

（1）如图2是小明根据电路图连接的实物图．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数；经检查，是由于一根导线连接错误．请你在实物图2中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（2）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为3.8V，电流表示数如图3所示为0.42A，此时小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率是1.596W．
（3）若考虑电表的电阻对测量的影响，则电功率的测量结果与真实值相比偏大（选填“大”或“小”），其原因是电流表的测量值偏大．
（4）图1所示电路中，如果将小灯泡换成定值电阻，还可以探究什么实验？

Answer 1

分析 （1）电压表的内阻很大，串联在电路中．其它元件都相当于导线，都不能正常工作；
实物连接图中找错误之处，主要从电压表、电流表、滑动变阻器的正确使用上考虑；
（2）灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡的额定电压；
电流表读数：确定使用的量程，确定每一个大格和每一个小格各代表多少．知道灯泡的额定电压和额定电流，根据P=UI计算额定功率；
（3）根据电压表与电流表所测量的量，分析电压与电流的测量值与真实值间的关系，然后判断电功率的测量值与真实值间的关系．
（4）当电阻阻值一定时，该实验装置可以探究电流与电压的关系．

解答 解：
（1）由实物图可知，电压表串联在电路中．电压表的内阻很大，电路中几乎无电流，所以电流表无示数，灯泡不亮，电压表测量电源电压，电压表有示数；
由电路图知，电压表应与灯泡并联，变阻器与灯泡串联，所以修改实物连接如图所示：
；
（2）电压表测灯泡电压，灯泡正常工作时，电压表示数为灯泡的额定电压3.8V；
电流表使用的0～0.6A量程，分度值0.02A，由图3知，此时通过灯泡电流为0.42A，
所以小灯泡的额定功率：P=UI=3.8V×0.42A=1.596W；
（3）由电路图知，电压表并联在灯泡两端，电压表的测量值U与真实值相等；
电流表测的是流过灯泡与流过电压表的电流之和，电流表的测量值I比真实值大，由P=UI求出的测量值比真实值大；
（4）如果将灯泡换成定值电阻，这个电路还可以用来探究：在电阻一定时，电流与电压的关系．
故答案为：（1）灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数；见上图；
（2）3.8；0.42；1.596；
（3）大；电流表的测量值偏大；
（4）探究在电阻一定时，导体中的电流与导体两端电压的关系．

点评 本题考查了连接实物电路图、电表读数、求功率、误差分析等问题，对电表读数时，应先确定电表量程与分度值，然后再读数，读数时，视线要与电表刻度线垂直．