Question

【題目】在“測量小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中．

（1）按圖甲正確連接好電路，閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)：小燈泡不亮，電流表示數(shù)為零，而電壓表示數(shù)接近電源電壓，經(jīng)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(guān)，發(fā)現(xiàn)小燈泡仍不亮，電流表指針偏轉(zhuǎn)很小，要使該小燈泡發(fā)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(shù)，實(shí)驗(yàn)記錄見下表：

①由表格可知：該小燈泡額定電壓為______________________V．

②當(dāng)小燈泡兩端電壓為 3V 時，小燈泡偏亮，小明擔(dān)心燈絲會燒斷，于是立即斷開開關(guān)，未讀取電流表示數(shù)，同組的小華觀察到當(dāng)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(shí)際功率為____________W．

（3）如圖丙是小明重新設(shè)計(jì)的另一種實(shí)驗(yàn)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(guān) S 撥到位置 1，移動滑片 P 至任一位置，讀出電流表示數(shù)I 1 ；

②開關(guān) S 撥到位置 2，變阻器滑片位置不動，讀出電流表示數(shù) 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(jù) P 額 = ____________，計(jì)算燈泡的額定功率，他按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相差較大，原因是____________ ，為了能準(zhǔn)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(guān) 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(guān)后,燈不亮,電流表無示數(shù),說明電路故障為斷路;電壓表示數(shù)接近電源電壓,說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連,因此電路故障為與電壓表并聯(lián)的小燈泡斷路；排除故障后，閉合開關(guān)，仍發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，電流表指針偏轉(zhuǎn)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(jù)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(fā)光時的電壓，即額定電壓為2.5V；②根據(jù)表格數(shù)據(jù)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(shù)為0.22A，小燈泡的實(shí)際功率：P＝UI＝3V×0.22A＝0.66W；(3)因R與L并聯(lián)，所以,并聯(lián)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(guān)，所以,燈泡的額定功率不能用P 求出；將開關(guān) 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(diǎn)睛 ：（1）電流表無示數(shù)，說明電路故障為斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說明電壓表的正負(fù)接線柱與電源兩極相連，據(jù)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(fā)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(fā)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(shù)，根據(jù)P＝UI計(jì)算實(shí)際功率；（3）由電路圖可知，R與L并聯(lián)，當(dāng)開關(guān)S拔到位置1時電流表測通過R的電流，當(dāng)開關(guān)S拔到位置2時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求出；調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)和R的乘積為2.5V時可以測出燈泡的額定功率．