Question

【題目】在“測量小燈泡功率”的實驗中．

（1）按圖甲正確連接好電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)：小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，而電壓表無示數(shù)，則電路中的故障是_________，排除故障后，閉合開關(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮，電流表指針偏轉(zhuǎn)很小，要使該小燈泡發(fā)光只需_______________________ ．

（2）觀察小燈泡在不同電壓下的亮度，讀出電壓表，電流表示數(shù)，實驗記錄見下表：

①由表格可知：該小燈泡額定電壓為______V．

②當小燈泡兩端電壓為 3V 時，小燈泡偏亮，小明擔心燈絲會燒斷，于是立即斷開開關(guān)，未讀取電流表示數(shù)，同組的小華觀察到當時電流表指針的位置如圖乙所示，則小燈泡的實際功率為_______W．

（3）如圖丙是小明重新設(shè)計的另一種實驗方案來測定小燈泡的額定功率（電源電壓不變，電阻 R=5Ω）．

①電路如圖所示，開關(guān) S 撥到位置 1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I1；

②開關(guān)S撥到位置2，變阻器滑片位置不動，讀出電流表示數(shù)I2 ；先算出燈泡電阻 RL=____， P額=_____（用所測的物理量和已知量的符號表示）；他按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與真實值相差較大，為了能準確測量燈泡的額定功率，他們只需要將上述步驟①改為_______________________________________．

Answer 1

【答案】燈泡短路 向左移動滑片 2.5 0.66 I1R/(I2-I1) U額2(I2-I1)/I1R 開前關(guān)撥到位置1，移動滑片P使電流表示數(shù)和R的乘積等于2.5V

【解析】

（1）電流表有示數(shù)，說明電路為通路；電壓表無示數(shù)，說明電壓表并聯(lián)的電路兩端電壓為0，據(jù)此判斷故障所在；（2）①小燈泡正常發(fā)光時的電壓即為額定電壓；②確定電流表小量程的分度值讀數(shù)，根據(jù)P=UI計算實際功率；

（3）由電路圖可知，R與L并聯(lián)，當開關(guān)S拔到位置1時電流表測通過R的電流，當開關(guān)S拔到位置2時電流表測電路的總電流，根據(jù)歐姆定律求出并聯(lián)部分的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過L的電流，進一步根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；因不同電壓下燈泡的電阻不同，所以燈泡的額定功率不能用P=求出；調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)和R的乘積為2.5V時，可以測出燈泡的額定功率．

（1）按圖甲正確連接好電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)：小燈泡不亮，電流表有示數(shù)，說明電路是通路，而電壓表無示數(shù)，說明電壓表所測電路兩端電壓為0，即和電壓表并聯(lián)的燈泡短路。排除故障后，閉合開關(guān)，仍發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表指針偏轉(zhuǎn)很小，說明燈的電壓太小，滑動變阻器連入電路中的電阻太大。為了增大燈泡的電壓，就要減小變阻器兩端的電壓，根據(jù)分壓原理可知，要減小變阻器連入電路中的電阻，所以，需向左移動變阻器的滑片；

(2)①由表格可知，小燈泡正常發(fā)光時的電壓，即額定電壓為2.5V；

②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，電流表選用的是小量程，電流表小量程的分度值為0.02A，電流表示數(shù)為0.22A，小燈泡的實際功率：P=UI=3V×0.22A=0.66W；

(3)①當開關(guān)撥到位置1時，移動劃片P至某一位置。讀出電流表示數(shù)I1.

②開關(guān)撥到位置2時，滑動變阻器的位置不動，讀出電流表的示數(shù)I2，在①中，燈與R并聯(lián)，電流表測R的電流，由歐姆定律，R的電壓為：U=I1R，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓規(guī)律，燈的電壓為I1R；在②中，電流表測總電壓，因電路的連接關(guān)系沒有變，通過各電阻的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過燈的電流為：I=I2I1，由歐姆定律，燈泡的電阻表達式為：RL==，則P額==（）。因燈泡的電阻與溫度有關(guān)，所以,燈泡的額定功率不能用P=求出；當調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)和R的乘積為2.5V時，測出此時電路中的電流并求出通過燈泡的電流，即可利用P=UI求出燈泡的額定功率。