Question

某科技小組的同學們準備對市場上一批標有“22V-10W”的燈泡進行一項質量檢測．他們用如圖甲所示的電路來進行實驗，選擇其中一個燈泡，測出這個燈泡在不同電壓下的實際電流值（見下表）．實驗操作可靠、數據無誤．

電壓U/V	18.0	18.5	l9.0	19.5	20.0	21.0	21.5	22.0	22.5	23.0	23.5	24.0
電流I/A	0.417	0.426	0.434	0.441	0.447	0.458	0.462	0.467	0.47l	0.475	0.479	0.482

（1）根據該小組所用的電路圖來幫助他們連接圖乙中未完成的實物電路．
（2）通過分析該小組的實驗記錄，可以發(fā)現這種燈泡在額定電壓下工作時，其消耗的功率為

10.274

W，該功率

大于

（填“大于”、“小于”或“等于”）其額定功率．
（3）假如用來生產這種燈泡的鎢絲的粗細是一定的，為使其在額定電壓下工作時消耗的功率等于額定功率，其長度為一確定的數值l₀，那么實際上這個燈泡鎢絲的長度比 l₀

短

（填“長”或“短”）．
（4）該實驗如果想獲得更準確的結論，你認為還需要做的工作是

多次測量求平均值

．

Answer 1

分析：（1）根據電路圖可知，電流表與滑動變阻器串聯連接，電壓表與燈泡并聯，注意滑動變阻器按一上一下的接線原則；根據燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，根據表格中電流的最大值確定電流表的量程；
（2）由燈泡銘牌可求出燈泡的額定電壓與額定功率；由表中數據找出燈泡額定電壓所對應的電流，然后由公式P=UI求出燈泡的實際功率，然后比較實際功率與額定功率看其是否相等；
（3）導體電阻由導體的材料、長度、橫截面積決定，在材料、橫截面積一定的情況下，導體電阻與導體的長度成正比；根據燈泡的額定電壓與額定功率由公式R=

U2

P

可以求出合格燈泡的電阻值，由表中數據找出燈泡額定電壓對應的電流，由歐姆定律求出燈泡的實際電阻，比較燈泡實際電阻與合格電阻的大小關系，然后根據燈泡電阻與燈絲長度的關系，判斷燈絲是長了還是短了．
（4）多次測量求平均值可以減小誤差．

解答：解：（1）因為燈泡的額定電壓為22V，所以電壓表的量程選擇0～30V，根據表格中電流值可知，最大電流為0.482A，所以電流表選擇0～0.6A量程，故將電流表正接線柱與滑動變阻器的A或B接線柱相連即可，電壓表并聯在燈泡兩端，如下圖所示：

（2）由燈泡銘牌“22V-10W”知，燈泡的額定電壓U_額=22V，額定功率P_額=10W；
由表中數據知，燈泡的額定電壓對應的電流I=0.467A，燈泡的實際功率P=UI=22V×0.467A=10.274W，燈泡的實際功率大于額定功率．
（3）∵P=UI，I=

U

I

∴合格燈泡的電阻R=

U額2

P額

=

(22)2

10W

=48.4Ω，
燈泡的實際電阻R_實=

U

I實

=

22V

0.467A

≈47.1Ω，
即燈泡的實際電阻小于合格燈泡的電阻，故燈絲的實際長度比規(guī)定長度L₀短；
（4）要想獲得更準確的結論，還需要減小誤差，即多次測量求平均值．
故答案為：（2）10.274；大于；（3）短；（4）多次測量求平均值．

點評：本題考查實物電路的連接、比較燈泡實際功率與額定功率大小關系、判斷燈絲實際長度與規(guī)定長度間的關系以及減小誤差的方法，本題的關鍵是由燈泡銘牌及表中數據找出需要的數據，掌握功率公式及其變形公式，掌握歐姆定律，知道影響導體電阻大小的因素是正確解題的關鍵．