Question

（2005?揚(yáng)州）在測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中（所用燈泡的額定電壓U₀=3.8V）．
（1）王強(qiáng)小組采用圖甲的方案，閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動(dòng)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(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)如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為

1.14

W．


（2）姚遠(yuǎn)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電路如圖丙所示，請(qǐng)你在圖丁中按電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線連接好電路；
②開關(guān)S撥到位置1，移動(dòng)滑片P至任一位置，讀出電流表示數(shù)I₁；
③開關(guān)S撥到位置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(qǐng)你用所測(cè)的物理量表示），再根據(jù)P0=

U02

RL

，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

燈泡未在額定電壓下發(fā)光，燈絲的溫度變化導(dǎo)致燈絲的電阻變化

．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

開關(guān)S撥到位置1，移動(dòng)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(shí)物圖時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路路徑一條一條支路連接且要注意一一對(duì)應(yīng)；根據(jù)開關(guān)S撥到位置1和開關(guān)S撥到位置2時(shí)，電路中三個(gè)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(dòng)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(yīng)為燈泡斷路．
因?yàn)殡妷罕淼氖緮?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(guān)S由位置1撥到位置2時(shí)，電路中三個(gè)電阻的連接方式?jīng)]有發(fā)生改變，
所以此時(shí)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(yīng)，當(dāng)燈泡發(fā)光時(shí)，燈絲的電阻會(huì)隨溫度升高而變大，
所以當(dāng)燈泡兩端電壓不等于其額定電壓時(shí)，求出的電阻就不等于其正常發(fā)光時(shí)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(dǎo)致燈絲的電阻變化、開關(guān)S撥到位置1，移動(dòng)滑片P，使電流表示數(shù)為I₁=

U0

R

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)額定功率的理解，利用公式P=

U2

R

求額定電功率時(shí)，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(dāng)用電器兩端的電壓等于額定電壓時(shí)，測(cè)出的功率才是額定功率是解題的關(guān)鍵．