Question

4．在“测小灯泡电功率”的实验中．提供了以下器材：电压为6V的电源，滑动变阻器A标有“10Ω，1A”、滑动变阻器B标有“50Ω，1A”；小灯泡标有“3.8V”的字样，灯丝电阻约为20Ω，开关和导线若干．
（1）本实验应该选择滑动变阻器B．
（2）如图是小徐连接的电路．闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡不发光，经检查，是由于其中一根导线连接错误．请你在实物图中连接错误的导线上打“×”并补画出正确的连线．
（3）将电路的错误连线改正后，闭合开关时，发现小灯泡仍旧不亮，电流表指针几乎不动，电压表的示数几接近6V，则此故障可能为灯泡断路．
（4）下面是小徐在解决电路故障后的实验记录：

实验序号	小灯泡两端的电压U/V	通过灯的电流I/A	小灯泡的电功率P/W	额定功率P/W
1	3.6	0.18	0.65	P额=$\frac{0.65+0.76+0.96}{3}$=0.79
2	3.8	0.20	0.76
3	4.0	0.24	0.96

老师认为小徐对额定功率P的算法是不正确的，理由是：灯在额定电压下的功率为额定功率，将不同电压下的功率取平均值没有意义．

Answer 1

分析 （1）由欧姆定律求灯的额定电流，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，由欧姆定律求出变阻器连入电路中的电阻大小，确定选用的变阻器；
（2）电压表应与灯并联，灯与变阻器串联，据此分析；
（3）若电流表指针几乎不动，灯不亮，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压6V，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了；
（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，将不同电压下的功率取平均值没有意义．

解答 解：（1）小灯泡标有“3.8V”的字样，表示灯的额定电压为3.8V，灯丝电阻约为20Ω，由欧姆定律，灯的额定电流：
I=$\frac{U}{R}=\frac{3.8V}{20Ω}$=0.19A，电源电压为6V，当灯正常发光时，变阻器分得的电压：
U_滑=U-U_L=6V-3.8V=2.2V，由欧姆定律，变阻器连入电路中的电阻大小：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}=\frac{2.2V}{0.19A}$≈11.6Ω，故选用“50Ω，1A”的变阻器B；
（2）原电路中，电压表串联在电路中，电流表与变阻器并联，是错误的，电压表应与灯并联，灯与变阻器串联，如下所示：

（3）经分析，闭合开关时，发现小灯泡仍旧不亮，电流表指针几乎不动，电压表的示数几接近6V，则此故障可能是：灯泡断路；
（4）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，将不同电压下的功率取平均值没有意义，是错误的．
故答案为：（1）B；（2）如上所示；（3）灯泡断路；（4）灯在额定电压下的功率为额定功率，将不同电压下的功率取平均值没有意义．

点评 本题测小灯泡电功率，考查器材的选择、电路的连接、故障的分析及数据的处理．