小華和小芳合作做“測定小燈泡額定功率”的實驗.小燈泡標有3.8V的字樣,燈絲的電阻約為12Ω.
實驗器材:電源(6V)、電壓表( 0-3-15V )、電流表( 0-0.6-3A )、滑動變阻器( 0-10Ω )、開關、導線若干.
根據(jù)實驗原理,小華畫出了如圖所示的實驗電路圖.
(1)請你用筆畫線代替導線,幫助小芳完成圖所示的實物連接圖.
(2)實驗中,小華發(fā)現(xiàn)電壓表的0-15V量程壞了,其它器材完好.請你幫助小華重新設計電路,在虛線框內(nèi)畫出電路圖.
(3)重新連接電路.閉合開關S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的示數(shù)為________ V時,小燈泡正常發(fā)光.此時電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率為________ W,燈絲電阻為________Ω.
(4)小芳移動滑動變阻器滑片P,又做了兩次實驗,得到兩組數(shù)據(jù)后,計算出小燈泡電功率的平均值.你認為小芳的做法是否合理?理由是:________.

解:(1)燈泡額定電壓為3.8V,電壓表選擇0~15V量程.
電路最大電流為:I===0.32A<0.6A,電流表選擇0~0.6A量程.
滑動變阻器與電路圖中相對應,接右半段,接右下端接線柱.
從電源正極出發(fā),依次經(jīng)燈泡、電流表、滑動變阻器、開關到電源負極,補全電流路徑,電壓表與燈泡并聯(lián).如圖.

(2)電壓表0~15V量程損壞,只有0~3V量程.
燈泡正常工作時,滑動變阻器兩端電壓為:U'=U-U=6V-3.8V=2.2V.電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端.如圖.

(3)當電壓表示數(shù)為2.2V時,燈泡正常工作.
電流表使用的0~0.6A量程,每一個大格代表0.2A,每一個小格代表0.02A,電流為0.38A.
P=UI'=3.8V×0.38A=1.444W.
R'===10Ω.
(4)燈泡在額定電壓下的功率是額定功率,在其它電壓下的功率為實際功率,求實際功率的平均值作為額定功率是無實際物理意義的.
故答案為:(1)如實物圖;(2)如電路圖;(3)2.2;1.444;10;
(4)小燈泡兩端的電壓為額定電壓時,其功率為額定功率.電壓發(fā)生變化時,小燈泡的功率為實際功率,取平均值無實際物理意義.
分析:(1)根據(jù)電路圖畫實物圖,從電源正極開始,依次串聯(lián)各元件,最后把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端.
連接過程中,注意電壓表、電流表的量程,正負接線柱,連接方式.
注意滑動變阻器選擇一上一下與電路圖中接入的部分對應.
(2)電壓表0~15V量程損壞,0~3V量程完好,燈泡電壓為3.8V時,電源電壓為6V,滑動變阻器電壓為2.2V,電壓表測滑動變阻器兩端電壓.
(3)電壓表測滑動變阻器電壓,當滑動變阻器兩端電壓為2.2V時,燈泡電壓為3.8V,燈泡正常工作.
電流表的讀數(shù):確定使用的量程,確定每一個大格和每一個小格各代表多少.
知道燈泡的額定電壓和額定電流,根據(jù)P=UI計算額定功率.根據(jù)R=計算電阻.
(4)測燈泡的額定電功率,燈泡一定在額定電壓下工作,燈泡兩端的電壓變化時,燈泡的功率為實際功率.
求實際功率的平均值為燈泡的額定功率是錯誤的.
點評:物理測量中,物體長度,定值電阻等,采用多次測量求平均值減小誤差.
燈絲電阻,采用多次測量,發(fā)現(xiàn)燈絲電阻與溫度的關系.
探究平面鏡成像和杠桿平衡時,采用多次測量,使結論具有普遍性.
燈泡的額定功率只能是額定電壓下的功率,不能進行多次測量.
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(3)重新連接電路.閉合開關S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的示數(shù)為
 
 V時,小燈泡正常發(fā)光.此時電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率為
 
 W,燈絲電阻為
 
Ω.
(4)小芳移動滑動變阻器滑片P,又做了兩次實驗,得到兩組數(shù)據(jù)后,計算出小燈泡電功率的平均值.你認為小芳的做法是否合理?理由是:
 

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(3)重新連接電路.閉合開關S后,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的示數(shù)為______ V時,小燈泡正常發(fā)光.此時電流表的示數(shù)如圖所示,則小燈泡的額定功率為______ W,燈絲電阻為______Ω.
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