Question

（2005?揚州）在測定小燈泡額定功率的實驗中（所用燈泡的額定電壓U₀=3.8V）．
（1）王強小組采用圖甲的方案，閉合開關后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0，電壓表示數(shù)約為6V，則電路中出現(xiàn)的故障可能是

燈絲斷路

；排除故障后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，直到電壓表的示數(shù)為3.8V，觀察到電流表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為

1.14

W．


（2）姚遠小組設計了另一種實驗方案（其中電源電壓未知，電阻R的阻值已知）．
①電路如圖丙所示，請你在圖丁中按電路圖用筆畫線代替導線連接好電路；
②開關S撥到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I₁；
③開關S撥到位置2，滑片位置不動，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=

U02

RL

，計算燈泡的額定功率．他們按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實驗結果與真實值相差較大，原因是

燈泡未在額定電壓下發(fā)光，燈絲的溫度變化導致燈絲的電阻變化

．仔細分析后，他們認為要準確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟2改為

開關S撥到位置1，移動滑片P，使電流表示數(shù)為I₁=

U0

R

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的示數(shù)為6V，說明電壓表接在電源兩端，而燈泡不亮，故燈泡斷路；根據(jù)P_額=U_額I_額可求出燈泡的額定功率；
（2）根據(jù)電路圖連接實物圖時，應根據(jù)電路路徑一條一條支路連接且要注意一一對應；根據(jù)開關S撥到位置1和開關S撥到位置2時，電路中三個電阻的連接方式?jīng)]有發(fā)生改變，由②可得燈泡兩端電壓U=I₁R，由③得燈泡電流I=I₂-I₁，然后根據(jù)歐姆定律可求燈泡電阻．

解答：解：（1）∵電壓表的示數(shù)為6V，
∴電壓表接在電源兩端，說明電路故障可能為燈泡斷路或滑動變阻器連入電路的阻值為0Ω，
又∵燈泡不亮且電流表無示數(shù)，∴電路故障應為燈泡斷路．
因為電壓表的示數(shù)為3.8V，所以燈泡正常發(fā)光，而電流表示數(shù)I=0.3A，
故燈泡額定功率P_額=U_額I_額=3.8V×0.3A=1.14W．    
（2）②由②可得燈泡兩端電壓U=I₁R，而開關S由位置1撥到位置2時，電路中三個電阻的連接方式?jīng)]有發(fā)生改變，
所以此時燈泡兩端電壓仍然為I₁R，
又∵L與R并聯(lián)，∴由③得燈泡電流I=I₂-I₁，
∴由歐姆定律得燈泡電阻R_L=

I1R

I2- I1

．
③由于電流的熱效應，當燈泡發(fā)光時，燈絲的電阻會隨溫度升高而變大，
所以當燈泡兩端電壓不等于其額定電壓時，求出的電阻就不等于其正常發(fā)光時電阻，從而求出的功率就不是額定功率；
所以要想求燈泡額定功率，就必須讓燈泡兩端電壓等于額定電壓．
故答案為：（1）燈絲斷路、1.14；
（2）①
；
②

I1R

I2- I1

、燈泡未在額定電壓下發(fā)光，燈絲的溫度變化導致燈絲的電阻變化、開關S撥到位置1，移動滑片P，使電流表示數(shù)為I₁=

U0

R

．

點評：本題考查了學生對額定功率的理解，利用公式P=

U2

R

求額定電功率時，必須要注意R是否改變，若R是變化的，則該公式不可用．抓住只有當用電器兩端的電壓等于額定電壓時，測出的功率才是額定功率是解題的關鍵．