Question

4．如圖甲所示，是小軒在“測量小燈泡電功率”實驗中連接的實驗電路．所用小燈泡的額定電壓為3.8V，電源是電壓為6V且保持不變的蓄電池組．
（1）閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到B端．（填“A”或“B”）
（2）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙的實物圖補充完整．

（3）實驗開始，當開關(guān)閉合，變阻器滑片P向左移動時，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大．（填“變大”“變小”或“不變”）
（4）電路連接正確后，小明他們正常進行實驗并將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．若第二次測量時電流表的示數(shù)如圖丙所示，則此時電路中電流為0.44A，可得小燈泡的額定功率為1.672W．分析表中數(shù)據(jù)，請寫出你還能得出的一個結(jié)論：通過燈泡的電流隨燈泡電壓的增大而增大．

實驗序號	1	2	3
小燈泡兩端的電壓U/V	3.0	3.8	4.5
通過小燈泡的電流I/A	0.36		0.45
小燈泡的發(fā)光亮度	較暗	正常發(fā)光	很亮

（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，實驗室里也沒有其他電壓表可供更換，要求利用現(xiàn)有器材測出小燈泡的額定功率．請在虛線框中畫出電路圖．
（6）由實驗數(shù)據(jù)，小軒還計算出燈泡的電阻，他發(fā)現(xiàn)燈絲的電阻是變化的，請分析造成這種差異的原因：燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而變大．
（7）另一組的小雷剛連接完最后一根導(dǎo)線，立即看到燈泡發(fā)出明亮的光．在一旁的小紅一驚，提醒小雷，小雷想，我的實驗連線沒有出問題啊!請你說出小雷在實驗中兩個操作不當之處：
①開關(guān)未斷開；
②滑動變阻器的滑片未移至最大阻值處．
（8）做完實驗后，小軒將測燈泡實際功率實驗與以前做過的測某一固定電阻阻值的實驗進行比較，發(fā)現(xiàn)這兩個實驗有許多相似的地方，也有不同之處．請你寫出一個不同之處：實驗原理不同，測電功率的實驗原理是P=UI，測電阻的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$．

Answer 1

分析 （1）閉合開關(guān)前，滑動變阻器接入電路的阻值應(yīng)該是滑動變阻器的最大阻值，根據(jù)電路圖確定滑片的位置．
（2）根據(jù)燈泡額定電壓確定電壓表量程，把滑動變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)．
（3）滑動變阻器滑片向左移動，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻減小，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電路電流變大，據(jù)此判斷電流表示數(shù)如何變化．
（4）由圖示電流表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，由P=UI可以求出燈泡的額定功率；分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以得出相應(yīng)的實驗結(jié)論．
（5）電源電壓為6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，當燈泡電壓為3.8V，滑動變阻器的電壓為2.2V＜3V，可以利用0～3V量程測量滑動變阻器的電壓．
（6）從溫度對燈泡電阻的影響分析答題．
（7）為保護電路，在連接電路的過程中，開關(guān)應(yīng)斷開，在閉合開關(guān)前，應(yīng)將滑動變阻器的滑片移至最大阻值處；
（8）功率的測量原理是P=UI，電阻的測量原理是R=$\frac{U}{I}$；
要得到實際電功率與實際電壓的關(guān)系，需多測量幾組數(shù)據(jù)進行分析；
測量固定電阻的阻值時，要減小誤差，應(yīng)多測幾組數(shù)據(jù)求平均值．

解答 解：（1）由電路圖可知，閉合開關(guān)S前，滑片P應(yīng)滑到最右端，此時滑動變阻器接入電路的阻值最大．
（2）燈泡額定電壓是3.8V，電壓表選0～15V量程，把滑動變阻器、電流表串聯(lián)接入電路，電壓表與燈泡并聯(lián)，電路圖如圖所示：

（3）閉合開關(guān)，變阻器滑片P向左移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減小，電路總電阻變小，電源電壓不變，由歐姆定律可知，電流表示數(shù)變大，燈泡分壓變大，電壓表示數(shù)變大．
（4）由圖丙所示電流表可知，其量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.44A，燈泡額定功率為P=UI=3.8V×0.44A=1.672W；由表中實驗數(shù)據(jù)可知：通過燈泡的電流隨燈泡電壓的增大而增大．
（5）當燈泡正常發(fā)光時，即要使燈泡電壓為3.8V，則滑動變阻器兩端電壓為6V-3.8V=2.2V＜3V，
所以把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，移動滑動變阻器的滑片使電壓表的示數(shù)為2.2V時，即可進行實驗．
電路圖如下圖所示：

（6）燈絲電阻受溫度影響，燈泡電阻不是定值，隨溫度升高而變大，因此根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)計算出的燈泡阻值是變化的．
（7）小明剛連接完最后一根導(dǎo)線，燈泡立即發(fā)光，說明此時電路是閉合的，則在連接電路過程中，開關(guān)未斷開；
并且燈泡很亮，說明此時電路中的電流很大，電阻很小，則滑動變阻器的滑片未移至最大阻值處；
（8）測電功率和測電阻的實驗原理不同：
測電功率的實驗原理是P=UI，測電阻的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$；
測電功率和測固定阻值的電阻都需測量多組數(shù)據(jù)，測量電功率的目的是得出實際電功率和實際電壓的關(guān)系，并總結(jié)燈泡的亮暗程度與實際電功率的關(guān)系；
測固定阻值的電阻是為了減小誤差．
故答案為：（1）B；（2）如圖所示；（3）變大；變大；（4）0.44；1.672；通過燈泡的電流隨燈泡電壓的增大而增大；（5）電路圖如圖所示；（6）燈絲電阻受溫度影響，隨溫度升高而變大；（7）①開關(guān)未斷開；②滑動變阻器的滑片未移至最大阻值處；（8）實驗原理不同，測電功率的實驗原理是P=UI，測電阻的實驗原理是R=$\frac{U}{I}$．

點評 本題考查了連接實物電路圖、設(shè)計實驗電路、實驗注意事項、電路分析、電表讀數(shù)、求功率、實驗數(shù)據(jù)處理等問題，涉及的問題很多，是一道實驗綜合題，都是實驗的�？紗栴}，一定要掌握．