Question

用電流表和電壓表測小燈泡的功率與電阻：
（1）已知小燈泡的額定電壓是3.8V，額定功率小于1.5W，曉民同學在連接電路時有幾根導線還沒有接上，實物圖如圖1所示，請你在實物圖上用筆畫線代替導線幫他連接好（要求正確選擇電壓表和電流表的量程，滑動變阻器的滑片P向B端移動時燈泡的亮度變亮，且連線不得交叉）．

（2）閉合開關前，變阻器的滑片P應置于______端（選填“A”或“B”）．
（3）完成電路連接閉合開關后，發現燈泡不亮、電流表無示數、電壓表示數接近電源電壓（6V），則電路出現故障的可能原因是______（填字母代號）．
A．燈泡短路      B．燈泡斷路      C．電壓表短路      D．電流表斷路
（4）在正確連接電路后，調節滑動變阻器，記錄到如下表所示的一組U和I的數據：

實  驗  次 數	1	2	3	4	5
燈泡兩端的電壓U/V	1.0	2．O	3.0	3.8	4.2
通過燈泡的電流I/A	0.2	0.25	0.3		0.34
燈泡的發光情況	逐漸變亮→			正常發光	很亮

①表中還有一次電流未填寫，此次電流表示數如圖2所示，則其讀數為______A，小燈泡的額定功率是______W．
②分析表中的數據還可得出：小燈泡電阻隨電壓增大、亮度增強而______．經討論，同學們認識到：實驗有誤差是肯定的，但這個現象不能單純用誤差來解釋．因為：如果是誤差，那么5次測得的小燈泡電阻值應該相差______（選填“較大”或“較小”），并具有______的特點（選填“逐次增大”、“逐次減小”或“時大時小”）．后來，同學們注意到燈泡發熱發光的特殊性，認為燈泡的電阻可能與______有關，并通過查閱資料得到了證實．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據燈泡的額定電壓確定電壓表量程，根據燈泡正常發光時電路電流確定電流表量程，電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，滑動變阻器接下面的接線柱．
（2）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為變阻器的最大阻值，據此判斷滑片的位置．
（3）燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數可能是電路斷路；電壓表有示數且接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，綜合分析知電路故障是燈泡斷路．
（4）①確定電流表的量程及分度值，根據電流表指針位置讀出電流表示數；燈泡電壓等于額定電壓時，燈泡功率等于額定功率，根據表中數據找出額定電壓對應的電流，由P=UI求出燈泡的額定功率．
②當一個被測量的物理量是定值時，由于誤差，測量結果會出現較小的差值．如果出現較大的差值，要么測量錯誤，要么另有原因．導體電阻與長度、橫截面積、材料、溫度有關，從導體電阻大小影響因素來考慮．
解答：解：（1）燈泡額定電壓為3.8V，因此電壓表選15V量程；燈泡正常發光時電流約為I==≈0.4A，電流表選0.6A量程；電流表、滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，滑動變阻器接下面的接線柱，電路圖如圖所示．
（2）閉合開關前，變阻器的滑片P應置于A端．
（3）燈泡不亮可能是燈泡斷路或短路或燈泡之外的電路斷路；電流表無示數可能是電路斷路；電壓表有示數且接近電源電壓，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯電路之外電路不存在斷路，綜合分析知電路故障是燈泡斷路，所以路出現故障的可能原因是B．
（4）①電流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，電流表示數是0.32A；由表知，燈泡電壓等于額定電壓U=3.8V時，電流I=0.32A，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.32A=1.216W．
②如果只是誤差，三次測量值相差會比較小，時大時小，現在測量值相差比較大，可能是錯誤，可能是其它原因．
各個小組都有燈絲電壓增大，亮度增強，電阻增大，不是錯誤的原因．實驗時，燈絲長度、橫截面積、材料不變，電壓增大，亮度增大，溫度升高，電阻增大，電阻可能與溫度有關．
故答案為：（1）電路圖如圖所示；（2）A；（3）B；（4）①0.32；1.216；②增大；較小；時大時小；溫度．
點評：1、本題考查了連接實物圖、滑動變阻器的調節、電路故障分析、電流表讀數、求燈泡的額定功率、影響燈泡電阻的因素等內容，是實驗的常考內容，應掌握；
2、解第（4）小題第二問時要注意：被測量的物理量是定值時，多次測量時，測量值相差很小；為了使測量值更準確，要多次測量求平均值．被測量的物理量是變值時，多次測量時，目的是為了發現物理量的變化規律．