Question

19．某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用“伏安法”測量額定電壓為“3.8V”的小燈泡電功率，小燈泡的額定功率估計(jì)在1W左右．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖甲中實(shí)物電路的連接．
（2）小明檢查電路無誤，閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是燈泡斷路．
（3）故障排除后，移動變阻器滑片，小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，請你幫小明讀出電流表示數(shù)并填入表格中．

電壓 U/V	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.2	0.22	0.25	0.28	0.32	0.34
電功率P/W	0.3	0.44	0.625	0.84	1.22	1.36
燈泡發(fā)光情況	很暗→暗→正常發(fā)光→很亮

（4）小組同學(xué)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實(shí)際功率決定的．
（5）下表是小紅同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為她對額定功率的求解方法合理嗎？為什么？
答：不合理，小燈泡的電功率會隨電壓的變化而變化，而額定電功率是額定電壓下的功率，所以不能利用平均的方法求電功率．

實(shí)驗(yàn)序號	電壓表示數(shù)/V	電流表示數(shù)/A	功率/W	額定功率/W
1	2.0	0.19	0.38	P額=$\frac{0.38+0.55+0.64}{3}$≈0.52
2	2.5	0.22	0.55
3	2.8	0.23	0.64

Answer 1

分析 （1）伏安法測燈泡功率，電流表與燈泡串聯(lián)測電路電流，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)保護(hù)電路，同時(shí)改變燈泡兩端電壓，開關(guān)串聯(lián)在電路中，控制電路的通斷，電壓表與燈泡并聯(lián)測燈泡電壓，根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流確定電流表量程，據(jù)此連接電路圖．
（2）閉合開關(guān)，燈泡不亮，可能是燈泡短路、或燈泡斷路、或燈泡之外電路存在斷路；電流表指針不動，說明電路斷路；電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外不存在斷路；綜合分析可知，電路故障是燈泡斷路．
（3）由圖乙確定電流表量程與最小分度值，讀出電流表示數(shù)．
（4）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看燈泡亮度與燈泡實(shí)際功率間的關(guān)系，從而得出結(jié)論．
（5）測量電功率的實(shí)驗(yàn)和測量電阻的實(shí)驗(yàn)不一樣，測量電阻時(shí)為了減小誤差，多次測量求平均值，測量電功率是為了比較用電器在不同電壓下的功率，是研究規(guī)律的實(shí)驗(yàn)．

解答 解：（1）將電壓表與燈泡并聯(lián)，燈泡額定為3.8V，電壓表選0～15V量程，
電流表與燈泡串聯(lián)，燈泡的額定電流大約為I=$\frac{P}{U}$=$\frac{1W}{3.8V}$≈0.26A，所以選0～0.6A量程，實(shí)物電路圖如圖所示．

（2）閉合開關(guān)后，燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，電流表指針幾乎不動，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是燈泡斷路．
（3）電流表量程是0.6A，由圖乙可知，電流表最小分度值是0.02A，電流表示數(shù)是0.32A；
（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨燈泡實(shí)際功率的增大，燈泡越來越亮，由此可見：小燈泡的亮度由燈泡實(shí)際功率決定．
（5）在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)里，被測電阻的電阻值是不變的，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，還要采取多測幾次求平均值的方法求導(dǎo)體電阻．在伏安法測功率的實(shí)驗(yàn)里，隨著小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡電流的改變，小燈泡的功率也在變，因此不能用求平均值的方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
故答案為：（1）見上圖；（2）燈泡斷路；（3）0.32；（4）實(shí)際功率；（5）不合理，小燈泡的電功率會隨電壓的變化而變化，而額定電功率是額定電壓下的功率，所以不能利用平均的方法求電功率．

點(diǎn)評 本題考查了電流表量程的選擇、連接實(shí)物電路圖、電路故障分析、電流表讀數(shù)、分析影響燈泡亮度的因素、影響燈泡電阻的因素，是實(shí)驗(yàn)的�？純�(nèi)容．