Question

4．小華和小明在“測量小燈泡的額定功率”實驗中，所用小燈泡上標(biāo)有“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V．

（1）他們將實驗器材連接成了如圖1所示的電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)燈不亮，只有電壓表有示數(shù)（選填“電壓”或“電流”）．
（2）小明想重新連接電路，旁邊的小華攔住他，說不用重接，只要改接一根導(dǎo)線就可以使電路連接正確．請你觀察電路，在連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”，并畫出這根導(dǎo)線的正確接法．
（3）電路連接正確后，小明開始實驗．閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑片，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖乙所示，則燈泡的額定功率為1.14W．
（4）在實驗過程中小明和小華發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片時，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V．經(jīng)過討論他們發(fā)現(xiàn)，只要在前面（2）操作的基礎(chǔ)上，將電壓表改接到滑動變阻器兩端，就能減小實驗誤差．改接后能減小實驗誤差的原因是燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V，把電壓表并聯(lián)到滑動變阻器兩端，電壓表量程應(yīng)選擇0-3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)更精確．
（5）小明和小華通過分析認(rèn)為，如果增加已知阻值的定值電阻R₀，只利用一只電流表，通過簡單操作（開關(guān)S接“a”、“b”各一次）就能測量小燈泡的額定功率．圖3、4是他們設(shè)計的兩種電路圖，其中能完成測量的是電路圖3．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電流表和電壓表的連接方式分析；
（2）電流表應(yīng)串聯(lián)接入電路中；電壓表應(yīng)并聯(lián)接入電路中；
（3）根據(jù)電流表的量程讀出電流值，運用電功率公式計算額定功率．
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律分析；
（5）燈泡與電阻R₀，并聯(lián)在電路中，電壓是相同的，當(dāng)通過R₀的電流與R₀的阻值的乘積等于3.8V時，燈會正常發(fā)光；利用電流表測出通過燈泡的電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）由圖可知，電壓表串聯(lián)接入了電路，電流表與燈泡并聯(lián)在電路中，故此時電流表示數(shù)為0，電壓表測量的是電源電壓，電壓表有示數(shù)；
（2）由圖可知，此時的電流表與燈泡并聯(lián)在了電路中，所以電流表的連接是錯誤的；電壓表應(yīng)并聯(lián)到定值電阻的兩端；實物圖為：
；
（3）由電路可知，電流表使用的是0～0.6A量程，分度值是0.02A；故電流表示數(shù)：I=0.3A；小燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（4）在串聯(lián)電路中，電源電壓等于各部分電壓之和；燈泡的額定電壓為3.8V，故電壓表量程為0-15V，分度值為0.5V，故讀數(shù)不精確；燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V，把電壓表并聯(lián)到滑動變阻器兩端，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2V時，電壓表量程應(yīng)選擇0-3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)更精確；
（5）燈泡與電阻R₀，并聯(lián)在電路中，電壓是相同的，當(dāng)通過R₀的電流與R₀的阻值的乘積等于3.8V時，燈會正常發(fā)光；
圖3中，s接a時，電流表測量的是干路中的電流，s接b時，測的是R₀的電流，根據(jù)并聯(lián)電路電流關(guān)系可以求出燈泡的電流，根據(jù)P=UI能求出燈泡的額定功率，故圖3可以；
圖4中，s接a時，電流表不接入電路中，s接b時，測的是燈泡的電流，故無法測出R₀的電流，不能求出電壓，不能求出燈泡的額定功率，故圖4不可以．
故答案為：
（1）電壓；
（2）如圖；
（3）1.14；
（4）滑動變阻器；燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V，把電壓表并聯(lián)到滑動變阻器兩端，電壓表量程應(yīng)選擇0-3V，分度值為0.1V，故讀數(shù)更精確；
（5）3．

點評 此題是“測定小燈泡的電功率”的實驗，有關(guān)電路的連接是電學(xué)實驗中的常考內(nèi)容，電表的讀數(shù)和電功率的計算也是必考內(nèi)容，這些都是必須掌握的．