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(fā)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=，計算燈泡的額定功率；
③按此方案測量，發(fā)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

解：（1）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表選0～15V量程，電源、開關、滑動變阻器、電流表串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，電路圖如圖所示．
（2）連接完最后一根導線時，燈泡立即發(fā)出很亮的光，其操作存在的問題是①連接電路時開關沒有斷開；②變阻器的阻值沒有調到最大．
（3）由圖乙所示電流表可知，電流表量程是0～0.6A，分度值是0.02A，電流表示數是0.28A，燈泡功率P=UI=3V×0.28A=0.84W；燈泡電壓小于額定電壓，要測出小燈泡的額定功率，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，由電路圖可知：應將變阻器的滑片P向A端移動，同時眼睛應觀察電壓表的示數．
（4）實驗步驟為：②再斷開開關S₁、閉合開關S₂，讀出電流表示數I₂；
斷開開關S₂、閉合開關S₁時，燈泡與電阻并聯，燈泡兩端的電壓U_L=U_R=I₁R，
斷開開關S₁、閉合開關S₂時，由并聯電路特點知：流過燈泡的電流I_燈=I₂-I₁，
則燈泡電阻R_L==；
③因為燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等，
所以根據P_額=求出的功率與額定功率的真實值相差較大；
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(jié)變阻器滑片P，使電流表示數為．
故答案為：不動；；燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等，所以根據P₀=求出的功率與額定功率的真實值相差較大；開關S拔到位置1，移動滑片P直到電流表示數為I₁==為止，讀出電流表示數I₁．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）連接電路時開關沒有斷開；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；；③所測燈泡電阻不是燈泡在正常發(fā)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(jié)變阻器滑片P，使電流表示數為．
分析：（1）根據燈泡額定電壓確定電壓表量程，把電源、開關、滑動變阻器、電流表串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端．
（2）連接電路時，開關應斷開，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最大阻值．
（3）由圖乙所示電流表確定電流表的量程與分度值，讀出電流表的示數，然后由電功率公式P=UI求出燈泡的實際功率；燈泡電壓小于額定電壓，要測額定功率，應減小滑動變阻器接入電路的阻值，根據滑動變阻器的接法判斷滑片的移動方向，移動滑片時，眼睛要注視電壓表示數．
（4）小紅小組想使用等效替代法，根據等效替代法分析答題；開關撥到2時，應保持滑片位置不動；
由歐姆定律求出燈泡兩端的電壓，由串聯電路的特點求出流過燈泡的電流，最后由歐姆定律求出燈泡的電阻；
燈泡電阻隨溫度的變化而變化，題中所求電阻值R_L與燈泡正常發(fā)光時的阻值不相等，所以根據P_額=求出的功率與額定功率的真實值相差較大；為準確測出燈泡功率，只需在步驟②中進行如下操作即可：開關S拔到位置1，移動滑片P直到燈泡正常發(fā)光為止，讀出電流表示數I₁．
點評：本題考查了連接電路圖、歐姆定律的應用、并聯電路的特點、實驗操作設計，連接電路圖時，要注意電表量程的選擇，注意電表正負接線柱不要接反，第（4）小題有一定的難度，解題是時要注意認真分析．