Question

在“測量小燈泡的電功率”實驗中，所測燈泡的額定電壓為3.8V。

（1）圖甲是小婷同學沒有連接完的實物電路，請用筆畫線代替導線幫她將電路連接完整；

（2）小婷連接完最后一根導線時，燈泡立即發出很亮的光，其操作存在的問題是：

①                            ；②                                 ；

（3）糾正上述操作后，小婷測出三組數據，第一次當電壓表示數為3V時，電流表的示數如圖乙所示，則通過小燈泡的電流為            A，實際功率為             W，

要測出小燈泡的額定功率，她應將變阻器的滑片P向         端移動（選填“A”或“B”），同時眼睛應觀察                （選填“電流表”或“電壓表”）的示數。

（4）由于電壓表損壞，小聰同學再利用一個阻值已知的電阻R₀，設計了另一種實驗方案測小燈泡的額定功率，電路如圖丙所示，其中電源電壓一定但未知，具體操作如下：

①斷開開關S₂、閉合開關S₁，移動滑片P至某一位置，讀出電流表示數I₁；

②                                                                 ；

先算出燈泡的電阻R_L=                  （用所測的物理量和已知量表示），再根據P_額=U_額²/R_L，計算燈泡的額定功率；

③按此方案測量，發現實驗結果與真實值相差較大，原因是：                     

                      。仔細分析后，小聰認為要準確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟①改為：                                                          。

 

Answer 1

【答案】

（1）如圖3（2分）

（2）連接電路時開關沒有斷開 ，（閉合開關前）變阻器的阻值沒有調到最大；（3）0.28，0.84，A，電壓表；（4）②（保持滑片P位置不動）再斷開開關S₁、閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂；  R_L=I₁R₀/（I₂-I₁）；   

 ③所測燈泡電阻不是燈泡在正常發光時的電阻，燈泡電阻隨溫度變化而變化；  改為：斷開開關S₂、閉合開關S₁，調節變阻器滑片P，使電流表示數為3.8V/R₀  （各1分）

【解析】（1）由于燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表選擇大量程；滑動變阻器接的時候要一上一下；（2）小婷連接完最后一根導線時，燈泡立即發出很亮的光，其操作存在的問題是連接電路時開關沒有斷開     （閉合開關前）和變阻器的阻值沒有調到最大；（3）由于電流表選擇的是小量程，所以電流是0.28A，根據P=UI=3V×0.28A=0.84W；要測出小燈泡的額定功率，就要使電路中的電流變大，所以滑片向A端移動；同時眼睛應觀察電壓表的示數，使其的示數是3.8V；（4）由于電壓表損壞，小聰同學再利用一個阻值已知的電阻R₀，設計了另一種實驗方案測小燈泡的額定功率，①斷開開關S₂、閉合開關S₁，移動滑片P至某一位置，讀出電流表示數I₁；②（保持滑片P位置不動）再斷開開關S₁、閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂；

此時是通過閉合和斷開開關，使這部分電路的電壓不變，根據公式求出；③按此方案測量，發現實驗結果與真實值相差較大原因是：所測燈泡電阻不是燈泡在正常發光時的電阻，燈泡電阻隨溫度變化而變化；仔細分析后，小聰認為要準確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟①改為：斷開開關S₂、閉合開關S₁，調節變阻器滑片P，使電流表示數為3.8V/R₀