Question

在測3.8V小燈泡（電阻大約為10Ω左右）額定功率的實驗時，小明連接了如圖甲所示的電路，其中電源電壓為6V．

（1）請將實物電路連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮）．

（2）若在連接電路時，有A(5Ω 1A)、B(10Ω 0.5A)和C（15Ω 0.2A）三個滑動變阻器可供選擇，則應該選擇變阻器 （A/B/C）連入電路，才能保證實驗順利進行．

（3）小明合理地連接好電路，閉合開關，發現無論怎樣調節滑動變阻器燈泡都不亮．小明分析后發現是燈泡的故障．請你依據表一中電流表、電壓表示數出現的幾種情況，幫小明判斷故障原因，并將其填寫在表中對應的空格中．

（4）表二為某小組的實驗記錄：

老師認為該小組數據處理過程有誤，你認為錯誤之處是： ，正確測量結果P額= W；

在科學探究過程中，經常需要多次實驗．如在本實驗中，綜合分析實驗數據，你能發現 ，可見這里的多次實驗是為了發現不同現象背后的共同規律；有的多次實驗是為了求平均值以減小實驗誤差，如： （填實驗名稱）．

（6）在某次實驗時，電壓表出現了故障不能使用，小明向老師借了一只定值電阻R0（R0值已知），設計了如圖乙所示的電路，繼續測量額定電壓為U額的小燈泡的額定功率。測量時，應先閉合開關S和S1，

調節滑動變阻器，當電流表的示數為 時，小燈泡正常工作.接著將S1斷開、S2閉合，讀出電流表的示數為I ，則小燈泡的額定功率P額= (用I、U額 和R0表示)．

Answer 1

（1）見下圖

（2）B （3）

電流表	電壓表	燈泡故障原因
		短路（1分）
		斷路（1分）

（4）求平均值作為額定功率 1.52

（5）燈泡的功率隨電壓的增加而增大(或電流隨電壓的增加而增大;電阻隨電壓的增加而增大) 測定值電阻(或長度測量等)

（6）U額/R0 （1分） I- U額/R0 U額（I-U額/R0）

【解析】

試題分析：（1）因為測3.8V小燈泡額定功率，需要利用伏安法測燈泡的電壓和電流，所以電壓表應選0～15V量程且與燈泡并聯；因為滑動變阻器的滑片向右移動時小燈變亮，所以導線需要連接滑動變阻器的B點，以保證滑片向右移動時，接入的電阻變小。具體連線見答案。（2）燈泡正常發光時電路電流I=UL/RL=3.8V/10Ω=0.38A，此時滑動變阻器兩端電壓U滑=U- UL=6V-3.8V=2.2V，因為I=U/I，所以滑動變阻器接入電路的阻值R滑=U滑/I=2.2V/0.38A≈5.8Ω> 5Ω，滑動變阻器應選B。（3）當燈泡發生短路時，電流表不為零，與燈泡并聯的電壓表示數為零；當燈泡斷路時，電路斷路，電流表示數為零，電壓表與電源兩極相連示數不為零。（4）燈泡在額定電壓下的功率是額定功率，把燈泡在不同電壓下的實際功率作為燈泡的額定功率是錯誤的，由表中的數據可知額定功率是1.52W。（5）由表中的實驗數據可知，隨著燈泡電壓的增大，通過燈泡的電流增大，由P=UI可知，燈泡實際功率變大；多次實驗求平均值可以減小實驗誤差，如測定值電阻的阻值，測物體的長度等。（6）當燈泡兩端電壓等于其額定電壓時，燈泡的實際功率等于額定功率。沒有電壓表，可以利用燈泡與已知阻值的定值電阻并聯，使電阻兩端電壓等于燈的額定電壓，調節變阻器，使電阻中的電流等于U額/R0時，電阻兩端電壓等于燈的額定電壓。閉合開關S、S2，斷開開關S1，讀出電流表的示數，此時燈的電流為I- U額/R0，燈泡的額定功率為U額(I-U額/R0)。

考點：測量電功率的實驗