Question

甲、乙兩位同學做“測定小燈泡的額定功率”實驗，待測小燈泡上標有“3.8v”字樣，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”字樣，所有器材均完好．他們正確連接電路并操作，當閉合電鍵時，電流表的示數為0.18安，電壓表的示數為2.4伏．當他們逐漸移動滑動變阻器的滑片P至某一位置時，發現電壓表的指針偏轉到滿刻度．關于接下去如何進行實驗，兩位同學產生了分歧．甲同學認為：應該對實驗電路進行調整；乙同學認為：應該將電壓表的量程進行調整．于是兩個同學分別先后進行實驗．當甲同學調節小燈泡正常發光時，滑動變阻器的滑片P恰好在中點位置處；當乙同學調節小燈泡正常發光時，電流表的示數如圖所示．

（1）甲同學測得小燈泡的額定功率是______瓦．
（2）乙同學測得小燈泡的額定功率是______瓦．
（3）分析甲、乙兩位同學的測量結果，你認為______同學的測量結果更準確，并分析理由：______．

Answer 1

解：（1）閉合電鍵前，滑動變阻器接入電路阻值最大，閉合電鍵U_燈=2.4V，I=0.18A，電源電壓U=U_燈+IR_滑=2.4V+0.18A×20Ω=6.0V；
甲對電路調整后，等正常發光時，電路電流I===0.22A，燈泡功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W．
（2）電流表量程是0.6A，最小分度值0.02A，電流表示數I=0.24A，燈泡功率P=UI=3.8V×0.24A=0.912W．
（3）甲同學用3V量程測滑動變阻器電壓，燈正常發光時，電壓表示數為6V-3，.8V=2.2V，對電壓表讀數時不需要估讀；乙同學用15V量程測燈泡電壓，電壓表最小分度值是0.05V，燈正常發光時，電壓表示數是3.8V，對電壓表讀數時，需要估讀，存在誤差；所以甲同學測的功率較準確，原因是乙同學將電壓表量程調整后，小燈兩燈的電壓是一個估讀數，不夠準確．
故答案為：（1）0.836；（2）0.912；（3）甲同學；乙同學將電壓表量程調整后，小燈兩燈的電壓是一個估讀數，不夠準確．
分析：（1）根據電壓表、電流表示數，由歐姆定律及串聯電路的特點求出電源電壓；
電壓表并聯在燈泡兩端，燈泡額定電壓值是3.8V，由移動滑動變阻器的滑片P至某一位置時，發現電壓表的指針偏轉到滿刻度，由此可知電壓表用3V量程，甲調整實驗電路，電壓表仍用3V量程測滑動變阻器電壓，燈泡正常發光時，燈泡電壓為額定電壓，由串聯電路特點、歐姆定律求出電路電流，由P=UI求出燈泡功率．
（2）確定電流表量程、最小分度值，讀出電流表示數I，已知電壓U，由P=UI求出燈泡功率．
（3）從電表讀數精度上分析，哪個測量結果更準確．
點評：本題考查了實驗電路設計、電流表讀數、求功率、實驗誤差分析，雖綜合性強，但都屬于基礎知識，難度適中．