《測量小燈泡的電功率》考場概況
檢測小燈泡電功率的實驗是熱科學中最重要的實驗之一。 這個熱實驗不僅涉及電壓表、電壓表和滑動變阻器的使用，還涉及歐姆定理、電功率、實驗數據的處理。 知識密度高。 ，綜合性強，是歷年高考的熱點。
例題 班上一位朋友借助圖1的電路圖做了“確定小燈泡額定功率”的實驗，被測小燈泡的額定電流為3.8V，內阻為約為 10Ω。 實驗室有以下設備：電源（電流常數6V）、電流表（0~0.6A0~3A）、電壓表（0~3V0~15V）、開關各一個、導線若干、滑動變阻器三個：R1（5Ω0 .5A） ), R2 (10Ω0.5A), R3 (500Ω1A)。
測試點1：按電路原理圖接線，主要是將電壓表、電壓表、滑動變阻器等連接到電路中。
(1) 一個。 將導線換成描邊線，完成電路圖2的連接。
分析接入電路的水表時，注意選擇合適的電阻值，電壓應為“+”進“-”出。 待測小燈泡額定電流為3.8V，內阻約為10Ω，燈泡額定電壓約為0.38A，電流表阻值應為15V； 電壓表的阻值應為0.6A； 當滑動變阻器接通電路時要“上下”。 這是連接線最重要的測試點。 答案如圖 3 所示。
b. 應選用滑動變阻器（填寫“R1”、“R2”、“R3”）； 合閘前，滑動變阻器的滑塊P應移動到底（填“A”或“B”）。 這個實驗性的滑動變阻器有兩個作用，第二個是，第一個是。
C。 一位同事在測量小燈泡額定電功率的實驗中連接了下圖左圖所示的物理電路，其中一根線接錯了。 請在錯誤的線材上打“×”，接上正確的線材。
分析 燈泡正常點亮時，滑動變阻器分擔的電流為：6V-3.8V=2.2V，通過變阻器的電壓為0.38A，接在電路中的滑動變阻器內阻約為2.2V/0.38A= 5.8Ω。 其實R1的內阻太小，R3的內阻太大，應該選用R2。 合閘前，應將滑動變阻器的滑塊置于阻力最大的位置。
答：R2B保護電路改變電路中的電壓（或燈泡兩端的電流）
測試點2：判斷電路故障。
(2)常見故障及原因分析見下表。
過錯
原因
①合上開關，電壓表電壓表無指示，小燈泡不發光
電路中有斷路（或接觸不良）
②合上開關，電壓表不顯示數字，電流表顯示數字，但小燈泡不發光
鎢絲斷了或燈泡接觸不良
③ 移動滑動變阻器，電壓表讀數減小，電流表讀數減小
電流表并跨接在滑動變阻器上，而不是跨接在燈泡上
④合上開關，電壓表有讀數，電流表無讀數，小燈泡不發光
燈泡漏電
⑤合上開關，電壓表示數很小，或幾乎為0。燈泡不發光（或光線昏暗），通過調節滑動變阻器來調節小燈泡的色溫。
滑動變阻器接線錯誤。 接線時接在滑動變阻器下面的兩個端子上，不能改變電路中的電阻值。
⑥合上開關測量小燈泡的電功率表格，電壓表和電流表都有讀數，燈泡更亮測量小燈泡的電功率表格，調節滑動變阻器，小燈泡色溫不變
滑動變阻器接線錯誤。 接線時接在滑動變阻器前面的兩個端子上，不能改變電路中的電阻值。
測試點3：聯通滑動變阻器，當燈泡兩端的電流等于額定電流時，讀取電壓表的指示，即可估算出額定功率。
(3)排除電路故障后，為測量小燈泡的額定功率，應接入滑動變阻器，直至電流表讀數與電壓表讀數相等。 此時電壓表的讀數如圖4所示，小燈泡的額定功率為 檢測小燈泡的額定功率時如果電流顯示為3V，則應接滑片到（選擇“A”或“B”）。
當分析電流表的讀數為額定電流3.8V時，通過燈泡的電壓為0.4A的額定電壓，則燈泡的額定功率為P=UI=3.8V×0.4A=1.52W。 根據串聯分壓定律，為了減小燈泡兩端的電流，必須減小滑變接入電路的內阻，即滑板應按電阻小的方向接入.
答案 3.81.52A
測試點四：處理實驗數據
(4) 同事的團隊對小燈泡進行了三次測試。 實驗數據如下表所示。 他們取三個功率的平均值作為額定功率。 這是正確的嗎？ . 如果不是，這樣進行三項測試的目的是什么？ .
實驗編號
電流表示數/V
電壓顯示個數/A
功率/瓦
額定功率/W
1個
3.0
0.36
1.08
P量=
2個
3.8
0.4
1.52
3個
4.5
0.42
1.89
解析不正確。 在小燈泡的額定功率測試中，通常測試3次不同電流下的電功率。 三項測試的目的不是為了減少偏差，而是通過多組實驗數據總結燈泡照度與實際功率之間的關系，從而知道燈泡照度取決于實際功率。
測試點5：當電流表阻值太小無法直接檢測燈泡額定電流時，提出解決方法。
(5)在實驗過程中，如果發現電流表15V的阻值已經被破壞，而3V的阻值完好無損。 為了在不更換設備的情況下繼續實驗，請提出可行的方法：
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分析燈泡兩端電流和變阻器兩端電流之和等于電源電流。 若測得變阻器兩端電流為2.2V，則燈泡兩端電流為額定電流，由此可測出燈泡的額定功率。
答案是將電流表并聯在滑動變阻器的兩端，使電流表的讀數為2.2V。
檢測小燈泡的電功率和測量電阻是兩個重要的熱學實驗，有很多重要的測試點。 它們的電路圖完全一樣，只是實驗的原理和要求不同，要注意區分。