Question

14．小雨同學按照如圖1所示的電路圖連接器材，做測量小燈泡電功率的實驗．小燈泡標有“3.8V”的字樣、燈絲電阻約為10Ω．

（1）小雨同學連接好電路，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針反方向偏轉(zhuǎn)，其原因是電流表正負接線柱接反了．
（2）調(diào)整電路后，再閉合開關(guān)，燈泡不亮，電流表有示數(shù)，電壓表指針不動，可能的原因是燈泡短路．
（3）檢修好電路后，進行實驗，張華的實驗數(shù)據(jù)及有關(guān)數(shù)據(jù)處理記錄如表中所示．

實驗序號	電壓/V	電流/A	電功率/W	額定功率/W
1	3.0	0.25	0.75	1.07
2	3.8	0.3	1.14
3	4.1	0.32	1.31

表格設(shè)計及有關(guān)數(shù)據(jù)處理中存在的問題是把燈泡不同電壓下實際功率的平均值作為燈泡額定功率，燈泡的額定功率是1.14W．
（4）根據(jù)前面的數(shù)據(jù)，請分析本實驗和測小燈泡電阻的異同之處電路圖相同、實驗原理不同．
（5）實驗結(jié)束，張華思考：若選用的電壓表0～15V的量程損壞時，需要用0～3V量程測量，電源電壓為6V，應如何連接電路？試將此時的實驗電路圖畫在圖2方框里．（友情提醒：走進實驗情境）

Answer 1

分析 （1）電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說明電流表正負極接反了．
（2）電流表有示數(shù)，說明電路是閉合的，而電壓表表指針不動，說明電壓表連接錯誤，斷路．
（3）對于額定功率不能求平均值，當電壓為3.8V時的功率為額定功率．
（4）燈泡燈絲的電阻受溫度的影響；
（5）如果電壓表的0～15V量程被損壞，只有0～3V量程能正常使用，實驗室里也沒有其它電壓表可供更換，根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，可將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端．

解答 解：
（1）某同學連接好電路后閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，其原因是電流表正負接線柱接反了．
（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表有示數(shù)，而電壓表指針不動，燈泡不亮，說明電路中無斷路，應該是燈泡短路；
（3）從表格設(shè)計和有關(guān)數(shù)據(jù)看，該同學所犯的錯誤是：求電功率的平均值．由表知，當電壓為3.8V時，功率為1.14W，所以正確結(jié)果是1.14W．
（4）測燈泡功率和測燈泡燈絲電阻實驗所需測量的物理量相同，即都需測量燈泡兩端電壓和燈絲中電流；實驗的原理不同：伏安法測電阻原理：R=$\frac{U}{I}$，測電功率原理：P=UI；
（5）當燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓為6V-3.8V=2.2V，若電壓表的0～15V量程已損壞，只能使用0～3V量程，則需將電壓并聯(lián)接在滑動變阻器兩端；如圖：
．
故答案為：（1）電流表正負接線柱接反了；
（2）燈泡短路；
（3）把燈泡不同電壓下實際功率的平均值作為燈泡額定功率；1.14；
（4）測量的物理量和電路圖相同、實驗原理不同；
（5）將電壓表并聯(lián)接在滑動變阻器兩端；電路圖如上所示．

點評 此題是“測量小燈泡電功率”實驗，考查了電壓表的連接，電流表的讀數(shù)及對額定功率的計算，同時考查了對實驗數(shù)據(jù)的分析及結(jié)論的得出，涉及到了串聯(lián)電路的電壓關(guān)系．