Question

3．在測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，（所有燈泡的額定電壓U₀=3.8V）．
（1）按圖甲連接電路，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈L不亮，電流表示數(shù)為0，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，則電路中出現(xiàn)的故障可能是燈泡斷路；排除故障后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，直到電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為1.14W．
（2）按圖丙電路（其中電源電壓未知，定值電阻R=10Ω）也能測(cè)出小燈泡的額定功率：
①按電路圖連接好電路；
②開(kāi)關(guān)S拔到位置1，移動(dòng)滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I₁；
③開(kāi)關(guān)S拔到2位置，滑片位置不動(dòng)（選填“向右移”、“向左移”或“不動(dòng)”），讀出電流表示數(shù)I₂．先算出燈泡的電阻：R_L=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$（用已知物理量和所測(cè)的物理量的符號(hào)表示）；
④根據(jù)P₀=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$，計(jì)算燈泡的額定功率．他們按此方案測(cè)量，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相差較大，原因是燈的電阻隨溫度的變化而變化．仔細(xì)分析后，他們認(rèn)為要準(zhǔn)確測(cè)出燈泡的額定功率，只需將上述步驟2改為：開(kāi)關(guān)S拔到位置1，移動(dòng)滑片P直到電流表示數(shù)I₁=0.38A．

Answer 1

分析 （1）若電流表示數(shù)為0，燈不亮，說(shuō)明電路可能斷路；電壓表示數(shù)接近電源電壓，說(shuō)明電壓表與電源連通，則與電壓表并聯(lián)的支路以外的電路是完好的，則與電壓表并聯(lián)的燈泡斷路了；根據(jù)電流表量程讀數(shù)，由P=UI求燈的功率；
（2）②③根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求出燈的電壓，根據(jù)并聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律求出燈的電阻；
④根據(jù)燈的電阻隨溫度的變化而變化分析．

解答 解：（1）閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)燈L不亮，電流表示數(shù)為0，電壓表指針明顯偏轉(zhuǎn)，則電路中出現(xiàn)的故障可能是：燈泡斷路；電壓表示數(shù)為3.8V時(shí)，電流表示數(shù)如圖乙所示，圖中電流表選用小量程，分度值為0.02A，示數(shù)為0.3A則小燈泡的額定功率為：
P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．
（2）②開(kāi)關(guān)S拔到位置1，移動(dòng)滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I₁；根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓：
U_L=I₁R；
③開(kāi)關(guān)S拔到2位置，滑片位置 不動(dòng)，讀出電流表示數(shù)I₂．根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，通過(guò)燈的電流：
I_L=I₂-I₁，
由歐姆定律：R_L=$\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；
因燈的電壓隨溫度的變化而變化，故燈在不同電壓下的電阻是不同的，根據(jù)P₀=$\frac{{U}_{0}^{2}}{{R}_{L}}$求燈的額定功率，要測(cè)量出燈在額定電壓下的電阻，只需將上述步驟2改為：②開(kāi)關(guān)S拔到位置1，移動(dòng)滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I₁=$\frac{{U}_{L燈}}{R}$=$\frac{3.8V}{10Ω}$=0.38A
故答案為：（1）燈泡斷路；1.14；（2）③2；不動(dòng)； $\frac{{I}_{1}R}{{I}_{2}-{I}_{1}}$；④燈的電阻隨溫度的變化而變化；開(kāi)關(guān)S拔到位置1，移動(dòng)滑片P直到電流表示數(shù)I₁=0.38A．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡額定功率，考查故障分析、額定功率的計(jì)算、影響電阻大小的因素及對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估．