Question

甲、乙兩位同學(xué)做“測定小燈泡的額定功率”實驗中，待測小燈泡上標(biāo)有“3.8V”字樣，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，所有器材均完好．他們正確連接電路并操作，當(dāng)閉合電鍵時，電流表的示數(shù)為0.18安，電壓表的示數(shù)為2.4伏．當(dāng)他們把滑動變阻器的滑片P移到某一位置時，發(fā)現(xiàn)電壓表的指針偏轉(zhuǎn)到了最大刻度處．關(guān)于接下去如何進(jìn)行實驗，兩位同學(xué)產(chǎn)生了分歧．甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)該對實驗電路進(jìn)行調(diào)整．乙同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)該將電壓表的量程進(jìn)行調(diào)整．于是兩個同學(xué)分別先后進(jìn)行實驗．
當(dāng)甲同學(xué)調(diào)節(jié)小燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器的滑片P恰好在中點位置處．
當(dāng)乙同學(xué)調(diào)節(jié)小燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)如圖16所示；
（1）甲、乙兩位同學(xué)判斷小燈泡是否正常發(fā)光的依據(jù)有什么不同？______．
（2）甲同學(xué)測得小燈泡的額定功率是______瓦．
（3）乙同學(xué)測得小燈泡的額定功率是______瓦．
（4）對甲、乙兩位同學(xué)的測量結(jié)果，你認(rèn)為______同學(xué)的測量結(jié)果更準(zhǔn)確．

Answer 1

解：（1）由題意知，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；
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓U滑=6V-3.8V=2.2V；
由于原來電壓表所選的量程太小，甲的方法則是將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，所以當(dāng)電壓表的示數(shù)等于2.2V時，燈泡正常發(fā)光；
乙同學(xué)的方法是換用0～15V的量程，所以當(dāng)電壓表的示數(shù)等于3.8V時，燈泡正常發(fā)光；
（2）甲對電路調(diào)整后，等正常發(fā)光時，電路電流I===0.22A，燈泡功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W；
（3）電流表量程是0.6A，最小分度值0.02A，電流表示數(shù)I=0.24A，燈泡功率P=UI=3.8V×0.24A=0.912W；
（4）甲同學(xué)用3V量程測滑動變阻器電壓，燈正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)為6V-3.8V=2.2V，對電壓表讀數(shù)時不需要估讀；乙同學(xué)用15V量程測燈泡電壓，電壓表最小分度值是0.05V，燈正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)是3.8V，對電壓表讀數(shù)時，需要估讀，存在誤差；所以甲同學(xué)測的功率較準(zhǔn)確，原因是乙同學(xué)將電壓表量程調(diào)整后，小燈兩燈的電壓是一個估讀數(shù)，不夠準(zhǔn)確．
故答案為：
（1）甲觀察到電壓表示數(shù)為2.2伏時，乙觀察到電壓表示數(shù)3.8伏時；
（2）0.836；
（3）0.912；
（4）甲．
分析：（1）若電壓表與燈泡并聯(lián)，則當(dāng)電壓表的示數(shù)等于3.8V時，燈泡正常發(fā)光；
若電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當(dāng)電壓表示數(shù)等于U-3.8V時燈泡正常發(fā)光；
根據(jù)剛閉合開關(guān)時，電流表和電壓表的示數(shù)來計算電源電壓；
（2）根據(jù)滑動變阻器的阻值和滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)I=計算出電路中的電流，則P=UI；
（3）讀出電流表的示數(shù)，根據(jù)P=UI計算出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)電壓表的讀數(shù)來進(jìn)行判斷，若測量值不超量程，為減小誤差，應(yīng)選用小量程．
點評：本題考查了實驗電路設(shè)計、電流表讀數(shù)、求功率、實驗誤差分析，雖綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)知識，難度適中．