Question

18．在测定“小灯泡电功率”的实验中，有下列器材：额定电压为3.8V小灯泡一个（电阻约为10Ω）；滑动变阻器R，规格为“8Ω 0.5A”；学生电源一个，如图甲，有4个调节档：3V、4.5V、6V、7.5V；开关一个，电压表和电流表各一个，导线若干．
（1）甲、乙、丙三位同学分别选择了4.5V档、6V 档、7.5V档电压进行实验．你认为能顺利完成实验的同学有甲、乙．

实验数据记录表
项目	电压/V3	电流/A	电功率/W1	额定功率/W
1	3.6	0.3	0.8	1.43
2	3.8	0.4	1.52
3	4.0	0.42	1.68

（2）用笔画线代替导线，将图乙中的电路连接完整．
（3）经过实验，某同学记录实验数据如上表：分析数据，你认为该同学的错误是将不同电压下的功率取平均值作为额定功率．

Answer 1

分析 （1）根据串联电路电压的规律求出当灯正常发光时，变阻器分得的电压，由分压原理求出电源电压的最大值；
（2）根据灯的额定电压为确定电压表选用的量程与灯并联，由欧姆定律求出灯正常发光时的电流确定电流表选用的量程与串联，注意电表正负接线柱的接法，变阻器按一下一上接入电路中；
（3）灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的功率不同．

解答 解：（1）额定电压为3.8V小灯泡一个（电阻约为10Ω）；滑动变阻器R，规格为“8Ω 0.5A”，灯在额定电压下正常发光；
当灯正常发光时，变阻器分得的电压为：U_滑=U-3.8V，根据分压原理有：$\frac{U-{U}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{{R}_{滑大}}{{R}_{L}}$，即$\frac{U-3.8V}{3.8V}$=$\frac{8Ω}{10Ω}$倍，
U=6.85V，即当电源电压最大为6.85V时，将变阻器最大电阻连入电路中，灯的电压刚好为3.8V；
若电源电压大于6.85V，即使将变阻器最大电阻连入电路中，灯的电压也大于3.8V，故只有甲乙两同学能完成实验；
（2）灯的额定电压为3.8V，电压表选用大量程与灯并联，由欧姆定律，灯正常发光时的电流：
I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A，
电流表选用小量程串联在电路中，变阻器按一下一上接入电路中，如下所示：

（3）灯在额定电压下的功率为额定功率，不同电压下灯的功率不同，故将灯的实际功率取平均值是没有意义的，也是错误的．
故答案为：（1）甲、乙；（2）如上所示；（3）将不同电压下的功率取平均值作为额定功率．

点评 本题测定“小灯泡电功率”，考查对器材的要求、电路的连接及数据的处理．