Question

12．為了測定“小燈泡的電功率”，某實驗小組的同學(xué)們設(shè)計了如圖1所示的實驗電路，并確定了待測小燈泡的額定電壓為3.8V，額定功率估計在1W左右．
（1）如圖2所示是實驗小組的某同學(xué)沒有連接好的實驗電路，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫他把實物電路連接完整．

（2）連接好電路后，閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，但電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則故障的原因可能是燈泡斷路（寫出一種原因即可）．
（3）他們排除故障后，再閉合開關(guān)，移動滑片，經(jīng)多次實驗，記錄了小燈泡在不同發(fā)光情況下的電壓表和電流表的示數(shù)，并記錄在設(shè)計好的表格中．當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電流表示數(shù)如圖3所示，此時燈絲的電阻是12.67Ω，這個值與燈泡在其它發(fā)光狀態(tài)時的電阻值不同，是因為燈絲的電阻隨溫度升高而增大．
（4）他們最終測得小燈泡的額定功率為1.14W．并進一步對照實驗現(xiàn)象分析實驗數(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，其值越大，燈泡發(fā)光越亮．

電壓 U/V	1.9	1.5	2.0	2.5	3.0	3.8	4.0
電流 I/A	0.18	0.2	0.22	0.25	0.28		0.34
電功率P/w	0.18	0.3	0.44	0.625	0.84		1.36
燈泡發(fā)光情況	很暗---→暗---→正常發(fā)光---→很亮

Answer 1

分析 （1）燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．
由燈泡的額定電壓和額定功率求電流，來確定電流表的量程，電流表與燈泡串聯(lián)．
注意電壓表和電流表的正負接線柱．
（2）電流表指針不動，
如果電路電流太小，電路正常，燈泡不亮，燈泡兩端電壓較小，電壓表示數(shù)較�。�
如果電路無電流，電路斷路，燈泡不亮，電壓表示數(shù)為電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路．
（3）電流表讀數(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)R=$\frac{U}{I}$計算燈泡的電阻，因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故這個值與燈泡在其它發(fā)光狀態(tài)時的電阻值不同，．
（4）根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定功率，由實驗數(shù)據(jù)得出，燈泡亮度跟燈泡實際功率有關(guān)，燈泡實際功率越大，燈泡越亮．

解答 解：（1）燈泡的額定電壓為3.8V，電壓表選擇0～15V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)．滑動變阻器按“一上一下“的方法接；
電流從電壓表和電流表的正接線柱流入，從負接線柱流出．如圖
．
（2）電壓表有示數(shù)，且接近電源電壓，電壓表串聯(lián)在電路中，燈泡斷路，電流表無示數(shù)，故可能燈泡斷路．
（3）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0.3A．根據(jù)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{3.8V}{0.3A}$=12.67Ω；
分析表中的數(shù)據(jù)燈絲的電阻，隨著電壓、電流的增大，溫度隨著升高，電阻也增大；
（4）燈泡的額定電壓為3.8V，額定電流為0.3A，則額定功率為：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W，實驗過程中，燈泡越來越亮，實際功率越來越大，燈泡亮度取決于燈泡的實際功率．
故答案為：（1）如上圖；（2）燈泡斷路；（3）12.67；燈絲的電阻隨溫度變化而改變；（4）1.14，實際功率．

點評 （1）補全實物連接圖時，主要考慮電壓表、電流表、滑動變阻器：
電壓表量程根據(jù)燈泡的額定電壓或電源電壓來確定，電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端．
根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻，或根據(jù)燈泡的額定電壓和額定功率，來判斷電流表的量程，電流表串聯(lián)在電路中．
滑動變阻器有4個接線柱，選擇一上一下接線柱接入電路，使滑動變阻器串聯(lián)在電路中．
（2）從實驗數(shù)據(jù)中總結(jié)燈泡亮度的決定因素，首先明白燈泡亮度與實際功率有關(guān)，才不會答出亮度與電壓有關(guān)或亮度與電流有關(guān)．