Question

19．小華在“測量小燈泡的額定功率”實(shí)驗(yàn)中，所用小燈泡上標(biāo)有“3.8V”字樣，電源電壓恒為6V．電壓表量程為0-3V或0-15V．電流表0-0.6A或0-3A．
（1）根據(jù)圖甲所示的電路圖，請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成圖乙所示實(shí)物圖的連接；

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表有示數(shù)，而電壓表沒有示數(shù)，電路的故障可能是電壓表斷路（或電壓表短路或燈泡短路）；．
小華排除故障后，開始實(shí)驗(yàn)，在調(diào)節(jié)變阻器滑片的過程中，眼睛應(yīng)注視電壓表的示數(shù)，直至燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖丙所示，該電流值為0.3A，則燈泡的額定功率為1.14W；完成額定功率后，小華還想在此電路中測量小燈泡電壓在3V時(shí)的實(shí)際功率，滑片P應(yīng)向B移動(dòng)．
（3）小華剛準(zhǔn)備拆除電路結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)，同組的小紅提出，在調(diào)節(jié)變阻器滑片使燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)很難準(zhǔn)確達(dá)到3.8V，由此可能造成一定的測童誤差，她認(rèn)為小華可以在前面（2）操作的基礎(chǔ)上，對(duì)電路稍作改動(dòng)，就能提高測量數(shù)據(jù)的精確度．請(qǐng)你幫小紅補(bǔ)全測量步驟（補(bǔ)全步驟時(shí)必須準(zhǔn)確闡述接法和操作要點(diǎn)）：
①斷開開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端（此時(shí)選擇小量程）；
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為2.2V，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)；
③計(jì)算出燈泡的額定功率．
（4）如圖甲的設(shè)計(jì)測量的額定功率偏大（A、偏大    B、偏小   C、不變）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程；變阻器按一上一下的原則接入電路中；
（2）變阻器與燈串聯(lián)，電壓表測燈的電壓，為保護(hù)電路，閉合開關(guān)前，變阻器連入電路中電阻最大．閉合開關(guān)后，電流表有示數(shù)，說明電路為通路；而燈不亮，可能是由于電路中電流太小（變阻器連入電路中電阻最大）所致，也可能是燈短路或電壓表短路（電壓表無示數(shù)），電壓表無示數(shù)也可是電壓表斷路；
電流隨電壓的變化而變化，所以眼晴要注視電壓表示數(shù)；
根據(jù)電流表小量程讀數(shù)，根據(jù)P=UI求燈的額定功率；
根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律及分壓原理確定滑片移動(dòng)的方向；
（3）由于電源電壓為6V，小燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表必須選擇大量程，這樣造成電壓測量不精確，為了使測量誤差更小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，可將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，改接小量程，據(jù)此分析．
（4）電壓表與燈并聯(lián)，有微弱的電流通過電壓表，比較電流表數(shù)與通過燈的實(shí)際電流的大小，確定測量功率與實(shí)際功率的大小．

解答 解：（1）燈的額定電壓為3.8V，所以電壓表選用大量程，變阻器按一上一下的原則接入電路中，如下圖所示：

（2）經(jīng)分析，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，電流表有示數(shù)，而電壓表沒有示數(shù)，電路的故障可能是電壓表斷路（或電壓表短路或燈泡短路）；
電流隨電壓的變化而變化，所以眼晴要注視電壓表示數(shù)；
圖丙中，電流表小量程分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A，燈的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
完成額定功率后，小華還想在此電路中測量小燈泡電壓在3V時(shí)的實(shí)際功率，即應(yīng)減小燈的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，要增大變阻器的電壓，由分壓原理應(yīng)增大變阻器連入電路中的電阻大小，向B移動(dòng)滑片；
（3）由于小燈泡的額定電壓為3.8V，所以電壓表必須選擇大量程，這樣造成電壓測量不精確，為了使測量誤差更小，可將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，改接小量程．
因?yàn)殡娫措妷簽?V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，則變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V時(shí)，此時(shí)小燈泡恰好正常好光，測量出此時(shí)的電流，根據(jù)P_L=U_LI_L即可求出額定功率．
因此，補(bǔ)充的步驟為：
①斷開開關(guān)，將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端（此時(shí)選擇小量程）；
②閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片，使電壓表的示數(shù)為2.2V，并讀出此時(shí)電流表的示數(shù)．
（4）圖甲中，燈的電壓測量準(zhǔn)確，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，但通過燈的電流小于電流表的示數(shù)，所以根據(jù)P=UI測量出的結(jié)果偏大．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）電壓表斷路（或電壓表短路或燈泡短路）；電壓表；0.3；1.14；B；
（3）將電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端（此時(shí)選擇小量程）；2.2；
（4）偏大．

點(diǎn)評(píng) 本題“測量小燈泡的額定功率，考查電路的連接、反�，F(xiàn)象的分析、實(shí)驗(yàn)操作過程、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力及誤差分析等，綜合性強(qiáng)，難度較大．