Question

小明學(xué)習(xí)了電功率后，用額定電壓分別為2.5 V、6 V的燈泡L₁和L₂設(shè)計了圖所示的電路圖，來探究燈泡的發(fā)光亮度與哪些因素有關(guān)．
（1）小燈泡發(fā)光時，將電能轉(zhuǎn)化為______能和光能．
（2）探究L₁的亮度時，只閉合S、S₁，發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，電流表無示數(shù)，則電路故障可能是：______，
排除故障后，繼續(xù)實驗，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如下：
表一

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
1	1	0.16	暗
2	1.5	0.22	較亮
3	2.5	0.28	亮

表二

	電壓/V	電流/A	亮暗情況
4	1	0.28	很暗
5	2.5	0.38	暗
6	6	0.72	很亮

（3）探究L₂的亮度時，只閉合S、S₂，進行實驗，收集的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象如表二．
（4）分析兩表可知，同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與______有關(guān)，
不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應(yīng)與______的轉(zhuǎn)化效率有關(guān)．
[拓展]完成探究后，小明用電源、電流表、滑動變阻器、電阻箱各1個，2個開關(guān)及若干條導(dǎo)線，對額定電流為0.1 A的小燈泡的額定功率進行了測定．請在虛線框內(nèi)畫出他設(shè)計的電路圖，并寫出實驗步驟及測定額定功率的表達式．
實驗步驟：
表達式：P_額=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）小燈泡發(fā)光時將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能與光能．
（2）常見的電路故障有：斷路與短路，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因．
（4）同一燈泡的亮度與燈泡的實際功率有關(guān)，不同燈泡的亮度與燈泡把電能轉(zhuǎn)化為光能的效率有關(guān)．
拓展：測燈泡額定功率需要測出燈泡的額定電流與額定電壓，現(xiàn)在只有電流表而沒有電壓表，可以把燈泡與電阻箱并聯(lián)，測出燈泡正常發(fā)光時通過電阻箱的電流，讀出電阻箱的阻值，由歐姆定律及并聯(lián)電路特點求出燈泡正常發(fā)光時的電壓，然后由電功率公式求出燈泡的額定功率．
解答：解：（1）小燈泡發(fā)光時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能．
（2）由電路圖可知，只閉合S、S₁，電源、電流表、燈L₁、滑動變阻器組成簡單電路；電流表無示數(shù)，說明電路存在斷路，電壓表有示數(shù)，說明電壓表與電源兩極相連，電壓表并聯(lián)電路之外電路不存在斷路，與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路．
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知：同一規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度與實際功率有關(guān)，
不同規(guī)格的小燈泡發(fā)光亮度還應(yīng)與電能轉(zhuǎn)化為光能的轉(zhuǎn)化效率有關(guān)．
拓展：
實驗電路：只用電流表而沒有電壓表測燈泡額定功率的實驗電路圖如圖所示．
實驗步驟：①根據(jù)電路圖連接實物電路圖．
②只閉合S₁，移動變阻器滑片，使電流表示數(shù)為0.1 A；
③斷開S₁，閉合S₂，滑片不動，調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電流
表示數(shù)為0.1 A時，讀出電阻箱連入電路中的電阻為R．
燈泡的額定功率：由實驗步驟可知，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，
則燈泡的額定功率P_額=I_額²R=（0.1A）²R．
故答案為：（1）內(nèi)；（2）燈泡斷路；（4）實際功率；電能轉(zhuǎn)化為光能；
拓展：實驗電路圖如圖所示；實驗步驟如上所述；（0.1A）²R．
點評：本題考查了能量的轉(zhuǎn)化、電路故障分析、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗設(shè)計等問題，拓展部分是本題的難點，應(yīng)用等效法測出燈泡電阻然后應(yīng)用電功率公式即可求出燈泡額定功率，知道實驗的實驗原理是正確解題的關(guān)鍵．