某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A 0~3A)、电压表(0~3V 0~15V)、

问题描述:

某班同学到实验室做“测定小灯泡额定功率”的实验.被测小灯泡的额定电压为3.8V,电阻约为10Ω.实验室有如下器材:电源(电压为6V)、电流表(0~0.6A  0~3A)、电压表(0~3V  0~15V)、开关各一个,导线若干,滑动变阻器三只:R1(5Ω  0.5A)、R2(10Ω 0.5A)、R3(500Ω  1A).同学们设计的电路如图所示:

(1)电压表应选用______挡,滑动变阻器应选用______(选填“R1”、“R2”、“R3”)
(2)实验电路接好后,合上开关时,部分同学发现电路出现故障,主要有下表所列的两种情况,请根据现象和检测结果指出故障的可能原因:

故障现象 检测 故障原因
灯泡较暗、两表的示数均较小 移动滑动变阻器滑片,现象不变
灯泡不亮、电压表示数较大、电流表无示数 取下灯泡,两表的示数不变
(3)下表为某小组的实验记录分析表:
实验序号 电压表示数/V 电流表示数/A 功率/W 额定功率/W
1 3.0 0.36 1.08 P=
1.08+1.52+1.89
3
=1.50
2 3.8 0.4 1.52
3 4.5 0.42 1.89
老师认为该小组数据处理过程有误,你认为错误之处是:______,正确测量结果P=______W.
(4)在科学探究过程中,经常需要多次试验.如在本实验中,若进一步综合分析实验数据,你能发现______,可见这里的多次试验是为了发现不同现象背后的共同规律;有的多次试验是为了求平均值以减小实验误差,如:______(填实验名称).

(1)伏安法测灯泡额定功率时,滑动变阻器的主要作用是移动滑动变阻器的滑片,使灯泡在额定电压下工作.
灯泡的额定电压为3.8V,电压表选择0~15V量程.
灯泡正常工作时,电路电流约为,I=

UL
RL
=
3.8V
10Ω
=0.38A,
滑动变阻器两端电压为:U′=U-UL=6V-3.8V=2.2V.
所以滑动变阻器电阻为:R′=
U′
I
=
2.2V
0.38A
≈5.8Ω.
“5Ω  0.5A”滑动变阻器的电阻太小,“500Ω 1A”滑动变阻器的电阻太大,不能满足实验需要.
所以选择“10Ω  0.5A”的滑动变阻器.
(2)灯泡较暗,两表示数较小,电源电压不变电路电阻较大,移动滑片,现象都不改变,所以滑动变阻器同时接到下面两个接线柱.
灯泡不亮,电流表无示数,电流断路,电压表有较大示数,取下灯泡,两表示数不变,可以断定灯泡断路.
(3)由于灯泡的实际功率不是定值,所以不能通过求平均值的方法来求功率;该小组数据处理过程是错误的;
额定功率等于灯泡正常工作时的实际功率,即实际电压为3.8V时的实际功率1.52W.
(4)本实验进行多次测量的目的是为了找到普遍规律,即小灯泡实际功率随实际电压的增大而增大;伏安法测量定值电阻的阻值进行多次测量的目的是减小误差.
故答案为 (1)0~15V,R2;(2)滑动变阻器同时接到下面两个接线柱,灯泡断路;
(3)额定功率不应求平均值,1.52;(4)小灯泡实际功率随实际电压的增大而增大  测量定值电阻的阻值.