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，電流表示數為零，而電壓表示數接近電源電壓，經檢查，電流表是完好的，僅滑動變阻器或小燈泡存在故障，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需_______ ．

（2）觀察小燈泡在不同電壓下的高度，讀出電壓表，電流表示數，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，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，則通過小燈泡的電流為____________A，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（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I 1 ；

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 I 2 ；先算出燈泡電阻 R L=____________ （請你用所測的物理量和已知量的符號表示），再根據 P 額 = ____________，計算燈泡的額定功率，他按此方案測量，發現實驗結果與真實值相差較大，原因是____________ ，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】 小燈泡斷路 向左移動滑動變阻器的滑片 2.5 0.22 0.66 見解析所示 忽略了溫度對燈絲電阻的影響 將開關 S撥到位置1，移動滑片 P，使 I1R 等于 2.5V 見解析所示

【解析】解答： (1)閉合開關后,燈不亮,電流表無示數,說明電路故障為斷路;電壓表示數接近電源電壓,說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連,因此電路故障為與電壓表并聯的小燈泡斷路；排除故障后，閉合開關，仍發現小燈泡不亮，電流表指針偏轉很小，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，小燈泡正常發光時的電壓，即額定電壓為2.5V；②根據表格數據可知，電流表選用的是小量程，電流表小量程的分度值為0.02A，電流表示數為0.22A，小燈泡的實際功率：P＝UI＝3V×0.22A＝0.66W；(3)因R與L并聯，所以,并聯部分兩端的電壓U＝I1R，通過燈泡的電流為IL＝I2I1，則燈泡的電阻RL＝；因燈泡的電阻與溫度有關，所以,燈泡的額定功率不能用P 求出；將開關 S 撥到位置 1，移動滑片 P，使 I1R 等于 2.5V，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。

點睛 ：（1）電流表無示數，說明電路故障為斷路；電壓表示數接近電源電壓，說明電壓表的正負接線柱與電源兩極相連，據此判斷故障所在；連接電路時，滑動滑動變阻器的滑片置于阻值最大處，要使燈正常發光，要移動滑片使變阻器連入電路的電阻減小；（2）①小燈泡正常發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，根據P＝UI計算實際功率；（3）由電路圖可知，R與L并聯，當開關S拔到位置1時電流表測通過R的電流，當開關S拔到位置2時電流表測電路的總電流，根據歐姆定律求出并聯部分的電壓，根據并聯電路的電流特點求出通過L的電流，進一步根據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；調節滑動變阻器使電流表的示數和R的乘積為2.5V時可以測出燈泡的額定功率．