Question

在“测量小灯泡的电功率”实验中，所测灯泡的额定电压为3.8V．
（1）图甲是小婷同学没有连接完的实物电路，请用笔画线代替导线帮她将电路连接完整；
（2）小婷连接完最后一根导线时，灯泡立即发出很亮的光，其操作存在的问题是：①______；②______；
（3）纠正上述操作后，小婷测出三组数据，第一次当电压表示数为3V时，电流表的示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流为______A，实际功率为______W，要测出小灯泡的额定功率，她应将变阻器的滑片P向______端移动（选填“A”或“B”），同时眼睛应观察______（选填“电流表”或“电压表”）的示数．
（4）由于电压表损坏，小聪同学再利用一个阻值已知的电阻R，设计了另一种实验方案测小灯泡的额定功率，电路如图丙所示，其中电源电压一定但未知，具体操作如下：①断开开关S₂、闭合开关S₁，移动滑片P至某一位置，读出电流表示数I₁；②______；先算出灯泡的电阻R_L=______（用所测的物理量和已知量表示），再根据P_额=，计算灯泡的额定功率；
③按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是：______．仔细分析后，小聪认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤①改为：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据灯泡额定电压确定电压表量程，把电源、开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端．
（2）连接电路时，开关应断开，滑动变阻器接入电路的阻值应为滑动变阻器的最大阻值．
（3）由图乙所示电流表确定电流表的量程与分度值，读出电流表的示数，然后由电功率公式P=UI求出灯泡的实际功率；灯泡电压小于额定电压，要测额定功率，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，根据滑动变阻器的接法判断滑片的移动方向，移动滑片时，眼睛要注视电压表示数．
（4）小红小组想使用等效替代法，根据等效替代法分析答题；开关拨到2时，应保持滑片位置不动；
由欧姆定律求出灯泡两端的电压，由串联电路的特点求出流过灯泡的电流，最后由欧姆定律求出灯泡的电阻；
灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P_额=求出的功率与额定功率的真实值相差较大；为准确测出灯泡功率，只需在步骤②中进行如下操作即可：开关S拔到位置1，移动滑片P直到灯泡正常发光为止，读出电流表示数I₁．
解答：解：（1）灯泡额定电压是3.8V，电压表选0～15V量程，电源、开关、滑动变阻器、电流表串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，电路图如图所示．
（2）连接完最后一根导线时，灯泡立即发出很亮的光，其操作存在的问题是①连接电路时开关没有断开；②变阻器的阻值没有调到最大．
（3）由图乙所示电流表可知，电流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，电流表示数是0.28A，灯泡功率P=UI=3V×0.28A=0.84W；灯泡电压小于额定电压，要测出小灯泡的额定功率，应减小滑动变阻器接入电路的阻值，由电路图可知：应将变阻器的滑片P向A端移动，同时眼睛应观察电压表的示数．
（4）实验步骤为：②再断开开关S₁、闭合开关S₂，读出电流表示数I₂；
断开开关S₂、闭合开关S₁时，灯泡与电阻并联，灯泡两端的电压U_L=U_R=I₁R，
断开开关S₁、闭合开关S₂时，由并联电路特点知：流过灯泡的电流I_灯=I₂-I₁，
则灯泡电阻R_L==；
③因为灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，
所以根据P_额=求出的功率与额定功率的真实值相差较大；
要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤①改为：
断开开关S₂、闭合开关S₁，调节变阻器滑片P，使电流表示数为．  
故答案为：不动；；灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P=求出的功率与额定功率的真实值相差较大；开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I₁==为止，读出电流表示数I₁．
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）连接电路时开关没有断开；变阻器的阻值没有调到最大；（3）0.28；0.84；A；电压表；（4）②保持滑片P位置不动，再断开开关S₁、闭合开关S₂，读出电流表示数I₂；；③所测灯泡电阻不是灯泡在正常发光时的电阻，灯泡电阻随温度变化而变化；  改为：断开开关S₂、闭合开关S₁，调节变阻器滑片P，使电流表示数为．
点评：本题考查了连接电路图、欧姆定律的应用、并联电路的特点、实验操作设计，连接电路图时，要注意电表量程的选择，注意电表正负接线柱不要接反，第（4）小题有一定的难度，解题是时要注意认真分析．