Question

14．小雨同学按照如图1所示的电路图连接器材，做测量小灯泡电功率的实验．小灯泡标有“3.8V”的字样、灯丝电阻约为10Ω．

（1）小雨同学连接好电路，闭合开关，发现电流表指针反方向偏转，其原因是电流表正负接线柱接反了．
（2）调整电路后，再闭合开关，灯泡不亮，电流表有示数，电压表指针不动，可能的原因是灯泡短路．
（3）检修好电路后，进行实验，张华的实验数据及有关数据处理记录如表中所示．

实验序号	电压/V	电流/A	电功率/W	额定功率/W
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

表格设计及有关数据处理中存在的问题是把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率，灯泡的额定功率是1.14W．
（4）根据前面的数据，请分析本实验和测小灯泡电阻的异同之处电路图相同、实验原理不同．
（5）实验结束，张华思考：若选用的电压表0～15V的量程损坏时，需要用0～3V量程测量，电源电压为6V，应如何连接电路？试将此时的实验电路图画在图2方框里．（友情提醒：走进实验情境）

Answer 1

分析 （1）电流表指针向左偏转，说明电流表正负极接反了．
（2）电流表有示数，说明电路是闭合的，而电压表表指针不动，说明电压表连接错误，断路．
（3）对于额定功率不能求平均值，当电压为3.8V时的功率为额定功率．
（4）灯泡灯丝的电阻受温度的影响；
（5）如果电压表的0～15V量程被损坏，只有0～3V量程能正常使用，实验室里也没有其它电压表可供更换，根据串联电路中的电压关系，可将电压表并联在滑动变阻器两端．

解答 解：
（1）某同学连接好电路后闭合开关，发现电流表指针向左偏转，其原因是电流表正负接线柱接反了．
（2）闭合开关后，发现电流表有示数，而电压表指针不动，灯泡不亮，说明电路中无断路，应该是灯泡短路；
（3）从表格设计和有关数据看，该同学所犯的错误是：求电功率的平均值．由表知，当电压为3.8V时，功率为1.14W，所以正确结果是1.14W．
（4）测灯泡功率和测灯泡灯丝电阻实验所需测量的物理量相同，即都需测量灯泡两端电压和灯丝中电流；实验的原理不同：伏安法测电阻原理：R=$\frac{U}{I}$，测电功率原理：P=UI；
（5）当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压为6V-3.8V=2.2V，若电压表的0～15V量程已损坏，只能使用0～3V量程，则需将电压并联接在滑动变阻器两端；如图：
．
故答案为：（1）电流表正负接线柱接反了；
（2）灯泡短路；
（3）把灯泡不同电压下实际功率的平均值作为灯泡额定功率；1.14；
（4）测量的物理量和电路图相同、实验原理不同；
（5）将电压表并联接在滑动变阻器两端；电路图如上所示．

点评 此题是“测量小灯泡电功率”实验，考查了电压表的连接，电流表的读数及对额定功率的计算，同时考查了对实验数据的分析及结论的得出，涉及到了串联电路的电压关系．