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，閉合開關后發現：小燈泡不亮，電流表有示數，而電壓表無示數，則電路中的故障是_________，排除故障后，閉合開關，發現小燈泡仍不亮，電流表指針偏轉很小，要使該小燈泡發光只_____________ ．

（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，實驗記錄見下表：

實驗序號	電壓U/V	電流U/I	小燈泡亮度	實驗功率P/W
①	2	0.18	偏暗	0.36
②	2.5	0.2	正常發光	0.5

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，未讀取電流表示數，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計的另一種實驗方案來測定小燈泡的額定功率（小燈泡的額定電壓U額，電源電壓不變，電阻 R=5Ω）．

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

②開關S撥到位置2，變阻器滑片位置不動，讀出電流表示數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，發現實驗結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】燈泡短路或電壓表短路 向左移動滑片 2.5 0.66 開前關撥到位置1，移動滑片P使電流表示數和R的乘積等于2.5V

【解析】

(1)[1]按圖甲正確連接好電路，閉合開關后發現：電流表有示數，則電路為通路，小燈泡不亮，而電壓表無示數，則電路中的故障是燈或電壓表短路；

[2]排除故障后，閉合開關，發現小燈泡仍不亮，電流表指針偏轉很小，說明電路中有電流很小，故要使該小燈泡發光只需向左移動變阻器的滑片；

(2)[3]燈在額定電壓下正常發光，由表格可知：該小燈泡額定電壓為2.5V；

[4]電流表指針的位置如圖乙所示，電流表選用小量程，分度值為0.02A，電流為0.22A，則小燈泡的實際功率為：

P=ULI=3V×0.22A=0.66 W；

(3)[5][6]電路如圖所示，開關S撥到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數I1，電流表測R的電流，R與燈并聯，由歐姆定律和并聯電路電壓的規律，燈的電壓為I1R；開關S撥到位置2，變阻器滑片位置不動，電流表測干路電流，因各電阻大小不變，通過的電流也不變，根據并聯電路電流的規律，通過燈的電流為：

IL=I2-I1，

由歐姆定律，燈泡電阻為：

；

則：

；

[7]因燈的電阻隨溫度的變化而變化，燈在電壓為I1R時的電阻不等于燈正常發光時的電阻；故按此方案測量，發現實驗結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改為開關撥到位置1，移動滑片P使電流表示數和R的乘積等于2.5V。