Question

同學(xué)們在學(xué)習(xí)了伏安法測定小燈泡額定功率后，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量小燈泡的功率（所用燈泡的額定電壓U₀=3.8V）（1）小姚小組采用電路圖1的方案．
①請按照電路圖1連接圖2的實(shí)物圖．

②閉合開關(guān)后，燈都不亮，電流表和電壓表都有讀數(shù)，出現(xiàn)這種情況的原因可能是

燈泡的實(shí)際功率太小

：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，直到電壓表的示數(shù)為3.8V，觀察到電流表示數(shù)如圖3所示，則小燈泡的額定功率為

1.14

 W．

（2）小明小組設(shè)計(jì)了另一種實(shí)驗(yàn)方案（其中電源電壓未知，電阻R的阻值已知）．

①電路如圖4所示；
②移動(dòng)滑片P滑到任一位置，開關(guān)S拔到位置1，讀出電流表示數(shù)I₁；
③開關(guān)S拔到位置2，滑片位置不動(dòng)，讀出電流表示數(shù)I₂．先算出燈泡的電阻R_L=

I1R

I2-I1

 （請你用所測的物理量表示），再根據(jù)：P0=

U 2 0

RL

計(jì)算燈泡的額定功率．他們按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相差較大，原因是

燈泡的電阻與溫度有關(guān)

；仔細(xì)分析后，他們認(rèn)為要準(zhǔn)確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟②改為

使電流表的示數(shù)和R的乘積為3.8V

．

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程并與燈泡并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中．
②電流表指針幾乎不動(dòng)，可能電路正常但是電流太小或電路斷路無電流；如果電路正常，電流太小，電壓表示數(shù)應(yīng)該很小；如果燈泡斷路，電流表無示數(shù)，電壓表有明顯的示數(shù)；燈泡以外的地方斷路，整個(gè)電路都處于斷開狀態(tài)，燈泡不亮，電壓表和電流表都沒有示數(shù)；根據(jù)電流表的量程和分度值確定其示數(shù)，利用P=UI求出燈泡的額定功率．
（2）由電路圖可知，R與L并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)S拔到位置1時(shí)電流表測通過R的電流，當(dāng)開關(guān)S拔到位置2時(shí)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(diǎn)求出通過L的電流，進(jìn)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=

U2

R

求出；調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)和R的乘積為3.8V時(shí)可以測出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）①燈泡的額定電壓為3.8V＞3V，所以電壓表的量程為0～15V且與燈泡并聯(lián)，注意電流從正接線柱流入負(fù)接線柱流出，滑動(dòng)變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，連接如下圖所示：

②電流表說明電路通路，電壓表有讀數(shù)說明燈泡不可能短路，燈泡不亮說明出現(xiàn)這種情況的原因可能是燈泡的實(shí)際功率太小；
電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，故通過燈泡的電流為0.3A，
燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.44W．
（2）∵R與L并聯(lián)，
∴并聯(lián)部分兩端的電壓U=I₁R，
通過燈泡的電流為I_L=I₂-I₁，
∴燈泡的電阻R_L=

U

IL

=

I1R

I2-I1

；
∵燈泡的電阻與溫度有關(guān)，
∴燈泡的額定功率不能用P=

U2

R

求出；
當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表的示數(shù)和R的乘積為3.8V時(shí)，測出此時(shí)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．
故答案為：（1）①如上圖所示；②燈泡的實(shí)際功率太��；1.14；（2）

I1R

I2-I1

；燈泡的電阻與溫度有關(guān)；使電流表的示數(shù)和R的乘積為3.8V．

點(diǎn)評：本題考查了電壓表量的選擇和連接、滑動(dòng)變阻器的連接、電流表的讀數(shù)、并聯(lián)電路的特點(diǎn)以及歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，側(cè)重考查了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力和分析問題的能力．