Question

16．小明設(shè)計了如圖甲的電路圖，用來測定標有“3.8V  1.5W”的小燈泡的電功率．提供的元件有（電壓表、電流表、滑動變阻器、二節(jié)干電池、開關(guān)、導(dǎo)線若干）各元件都完好，電路設(shè)計如下．
（1）實驗探究時小明將各元件連接成如圖乙的電路，請指出其中的錯誤電流表沒有與小燈泡串聯(lián)，電壓表沒有與小燈泡并聯(lián)，不足電源由2節(jié)干電池組成，總電壓低于燈泡的額定電壓．
（2）電路改正確后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為3.8V時，表明小燈泡正常發(fā)光，并記錄電流表的示數(shù)．
（3）為了進一步探究小燈泡的亮度與實際電功率的關(guān)系，小明繼續(xù)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，并記錄數(shù)據(jù)如表：

實驗次數(shù)	1	2	3	4
電壓表示數(shù)/V	2.8	3.5	3.8	4.5
電流表示數(shù)/A	0.25	0.3	0.32	0.35
燈泡發(fā)光情況	很暗→很亮

小明分析實驗數(shù)據(jù)得出：小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實際功率決定的，且燈泡的正常工作時的功率為1.216W，小明發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與燈泡銘牌數(shù)據(jù)不相符，你能幫小明解釋是什么原因嗎？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電壓表和電流表的連接要求進行分析；電源電壓應(yīng)高于燈泡的額定電壓；
（2）當(dāng)燈泡兩端的電壓等于額定電壓時，小燈泡正常發(fā)光；
（3）燈泡的亮暗是由燈泡的實際功率決定的；
由表格中數(shù)據(jù)確定U=3.8V時的電流值，根據(jù)公式P=UI計算出電功率．

解答 解：（1）由圖知，電流表與燈泡并聯(lián)了，這樣會將燈泡短路；
電壓表與燈泡串聯(lián)了，應(yīng)與燈泡并聯(lián)；
燈泡的額定電壓為3.8V，而電源由兩節(jié)干電池組成，共3V＜3.8V，所以電池數(shù)量太少，電池至少應(yīng)該要三節(jié)；
（2）燈泡的額定電壓為3.8V，所以當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時，燈泡正常發(fā)光；
（3）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，電壓不同時，通過燈泡的電流值不同，由P=UI可知，電功率不同，所以可得小燈泡的發(fā)光亮度是由燈泡的實際電功率決定的；
由表格中數(shù)據(jù)知，當(dāng)U=3.8V時，I=0.32A，則額定電功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
由于在制做燈泡時，燈絲不夠標準，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$知，是因為燈絲的電阻偏大造成，可能是燈絲偏細．
故答案為：
（1）電流表沒有與小燈泡串聯(lián)，電壓表沒有與小燈泡并聯(lián)；電源由2節(jié)干電池組成，總電壓低于燈泡的額定電壓；
（2）電壓表示數(shù)為3.8V；
（3）實際功率；1.216；燈泡不合格，燈絲太細，電阻偏大，電功率偏小，達不到額定功率．

點評 本題是測量燈泡的實際功率實驗，考查了電流表、電壓表的連接、電功率的計算及對實際情況的分析．