Question

16．在測量小燈泡額定功率（正常發(fā)光時阻值約9Ω）實(shí)驗(yàn)中，小明設(shè)計(jì)了如圖1所示的電路圖．已知電源電壓為6V，燈泡的額定電壓為3.8V，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω  1A”字樣．

（1）如圖2是小明根據(jù)電路圖連接的實(shí)物圖．閉合開關(guān)后，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)；經(jīng)檢查，是由于一根導(dǎo)線連接錯誤．請你在實(shí)物圖2中連接錯誤的導(dǎo)線上打“×”并補(bǔ)畫出正確的連線．
（2）排除故障后，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器的滑片使電壓表示數(shù)為3.8V，電流表示數(shù)如圖3所示為0.42A，此時小燈泡正常發(fā)光，則小燈泡的額定功率是1.596W．
（3）若考慮電表的電阻對測量的影響，則電功率的測量結(jié)果與真實(shí)值相比偏大（選填“大”或“小”），其原因是電流表的測量值偏大．
（4）圖1所示電路中，如果將小燈泡換成定值電阻，還可以探究什么實(shí)驗(yàn)？

Answer 1

分析 （1）電壓表的內(nèi)阻很大，串聯(lián)在電路中．其它元件都相當(dāng)于導(dǎo)線，都不能正常工作；
實(shí)物連接圖中找錯誤之處，主要從電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用上考慮；
（2）燈泡正常工作時，電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓；
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)P=UI計(jì)算額定功率；
（3）根據(jù)電壓表與電流表所測量的量，分析電壓與電流的測量值與真實(shí)值間的關(guān)系，然后判斷電功率的測量值與真實(shí)值間的關(guān)系．
（4）當(dāng)電阻阻值一定時，該實(shí)驗(yàn)裝置可以探究電流與電壓的關(guān)系．

解答 解：
（1）由實(shí)物圖可知，電壓表串聯(lián)在電路中．電壓表的內(nèi)阻很大，電路中幾乎無電流，所以電流表無示數(shù)，燈泡不亮，電壓表測量電源電壓，電壓表有示數(shù)；
由電路圖知，電壓表應(yīng)與燈泡并聯(lián)，變阻器與燈泡串聯(lián)，所以修改實(shí)物連接如圖所示：
；
（2）電壓表測燈泡電壓，燈泡正常工作時，電壓表示數(shù)為燈泡的額定電壓3.8V；
電流表使用的0～0.6A量程，分度值0.02A，由圖3知，此時通過燈泡電流為0.42A，
所以小燈泡的額定功率：P=UI=3.8V×0.42A=1.596W；
（3）由電路圖知，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電壓表的測量值U與真實(shí)值相等；
電流表測的是流過燈泡與流過電壓表的電流之和，電流表的測量值I比真實(shí)值大，由P=UI求出的測量值比真實(shí)值大；
（4）如果將燈泡換成定值電阻，這個電路還可以用來探究：在電阻一定時，電流與電壓的關(guān)系．
故答案為：（1）燈泡不亮，電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)；見上圖；
（2）3.8；0.42；1.596；
（3）大；電流表的測量值偏大；
（4）探究在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端電壓的關(guān)系．

點(diǎn)評 本題考查了連接實(shí)物電路圖、電表讀數(shù)、求功率、誤差分析等問題，對電表讀數(shù)時，應(yīng)先確定電表量程與分度值，然后再讀數(shù)，讀數(shù)時，視線要與電表刻度線垂直．