Question

17．小明利用電流表和阻值為R₀的定值電阻，測量額定電流為0.3A的小燈泡L正常發(fā)光時的電功率P_L．他選擇了滿足實驗要求的實驗器材，并連接了實驗電路，如圖甲所示．請把小明的實驗步驟補充完整：

（1）斷開開關(guān)S₁、閉合開關(guān)S、S₂，移動滑動變阻器的滑片P，使電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A；保持滑動變阻器的滑片位置不變，斷開開關(guān)S₂、閉合開關(guān)S、S₁，記錄電流表的示數(shù)為I；
（2）請用R₀及實驗數(shù)據(jù)表示出P_L，P_L=0.3A（I-0.3A）R₀．
（3）傳統(tǒng)的普通100W以上的白熾燈泡已于2012年10月1日起停止銷售．你覺得普通白熾燈被淘汰的原因主要是C（填編號）：
A．生產(chǎn)技術(shù)不成熟  B．價格高  C．發(fā)光效率低
（4）小冬同學(xué)在家找到兩個外觀一樣，額定電壓均為220V的普通白熾燈，其銘牌已經(jīng)看不出額定功率，但小冬根據(jù)燈絲開關(guān)（如圖乙），沒有通電便判斷出來了．你覺得兩燈中，額定功率大的是甲燈，將兩燈串聯(lián)起來，接在220V電路中乙燈更亮一些（均選填“甲”或“乙”）．

Answer 1

分析 （1）分析電路，此時電流表測通過燈泡的電流，應(yīng)使通過燈泡的電流為額定電流；
（2）根據(jù)并聯(lián)電路電流的關(guān)系計算出通過R₀的電流，計算出電壓值，即小燈泡的額定電壓，則小燈泡的額定功率P_額=U_額I_額；
（3）白熾燈是因為燈絲發(fā)熱而發(fā)光，其發(fā)光效率較低；
（4）根據(jù)長度和橫截面積的大小判斷燈絲電阻的大小，額定電壓相同，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷額定功率的大小關(guān)系；串聯(lián)電流相同，根據(jù)P=I²R判斷實際功率的大小關(guān)系．

解答 解：（1）斷開開關(guān)S₁、閉合開關(guān)S、S₂，此時電流表測量通過燈泡的電流，所以應(yīng)使電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A；
（2）根據(jù)并聯(lián)電流的關(guān)系，則通過R₀的電流為I₀=I-0.3A；
小燈泡的額定電壓為：U_額=I₀R₀=（I-0.3A）•R₀；
所以小燈泡的額定功率P_L=U_額I_額=（I-0.3A）•R₀•0.3A=0.3A（I-0.3A）R₀；
（3）普通白熾燈比日光燈的發(fā)光效率低，所以逐漸被淘汰，故選C；
（4）甲燈絲粗而短，乙燈絲細而長，所以甲的電阻小于乙的電阻，兩燈泡的額定電壓相同，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，甲的額定功率大于乙的額定功率；
兩燈串聯(lián)時，通過的電流相等，根據(jù)P=I²R，甲的電功率小于乙的電功率，所以乙燈更亮一些．
故答案為：（1）電流表的示數(shù)為燈泡的額定電流0.3A；（2）0.3A（I-0.3A）R₀；（3）C；（4）甲；乙．

點評 此題是測量小燈泡的額定功率實驗，考查了在沒有電壓表時的電路設(shè)計，一般采取替代法，通過定值電阻和電流表的示數(shù)得知電壓，所以組成并聯(lián)電路．