Question

1．在測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)中，提供的器材有：電源、標(biāo)有“3.8V”的小燈泡、滑動(dòng)變阻器R、電阻箱R₀、電流表、電壓表、開關(guān)及導(dǎo)線若干．

   （1）小虎按圖甲電路圖連接電路，閉合開關(guān)，燈泡不亮，此時(shí)電壓表示數(shù)為0.1V，電流表示數(shù)為0.04A，燈泡不亮的原因是實(shí)際功率太小；移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)兩表示數(shù)均不變，則電路連接存在的問題是滑動(dòng)變阻器的下面兩接線柱接入電路了．
   （2）實(shí)驗(yàn)中，電流表出了故障，同組的小明設(shè)計(jì)了圖乙所示的電路．
①根據(jù)圖乙電路，在圖丙中用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖連接完整．
②正確連接電路后，將電阻箱阻值調(diào)到最大值．
③閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂撥至“2”位置，當(dāng)電阻箱的旋鈕調(diào)到圖丁位置時(shí)，燈泡恰好正常發(fā)光，則電阻箱接入電路的阻值R₀=14Ω．
④再將開關(guān)S₂撥至“1”位置，此時(shí)電壓表示數(shù)為8V，則燈泡額定功率P_L=1.14W．
（3）進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可判斷小燈泡接入電路前，燈絲阻值的可能范圍是0＜R_L＜2.5Ω．

Answer 1

分析 （1）燈泡的亮度是由其實(shí)際功率決定的，由分析燈泡不亮的原因；電表示數(shù)不變，說明電路中電阻沒變，由此分析連接中的問題；
（2）①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路圖，注意單刀雙擲開關(guān)的中間位置接電壓表的接線柱；
③根據(jù)圖丁讀出電阻箱接入電路的阻值；
④根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡正常發(fā)光的電流，由P=UI計(jì)算燈泡的額定功率；
（3）由（1）中數(shù)據(jù)計(jì)算燈泡電阻，根據(jù)燈泡電阻受溫度影響分析燈泡接入電路前的阻值情況．

解答 解：（1）由圖甲知，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，電流表測(cè)通過燈泡的電流，電壓表示數(shù)為0.1V，電流表示數(shù)為0.04A，此時(shí)燈泡實(shí)際功率：P_實(shí)=U_實(shí)I_實(shí)=0.1V×0.04A=0.004W，由于燈泡實(shí)際功率太小，所以燈泡不亮；
移動(dòng)變阻器滑片P，發(fā)現(xiàn)兩表示數(shù)均不變，說明電路中電阻沒有發(fā)生改變，可能是滑動(dòng)變阻器的下面兩接線柱接入電路了；
（2）①根據(jù)電路圖，單刀雙擲開關(guān)的中間觸點(diǎn)接電壓表15V接線柱，左側(cè)靜觸點(diǎn)接電阻箱的右接線柱，如圖所示：
；
③閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂撥至“2”位置，電壓表測(cè)燈泡兩端電壓，
由圖丁可知，燈泡恰好正常發(fā)光，則電阻箱接入電路的阻值R₀=0×100Ω+1×10Ω+4×1Ω+0×1Ω=14Ω；
④再將開關(guān)S₂撥至“1”位置，電壓表測(cè)總電壓，此時(shí)電壓表示數(shù)為8V，
所以變阻箱兩端電壓：U₀=U-U_額=8V-3.8V=4.2V，
此時(shí)電路中電流：I=I_L=I₀=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{4.2V}{14Ω}$=0.3A，
則燈泡額定功率：P_L=U_額I_L=3.8V×0.3A=1.14W；
（3）由（1）中數(shù)據(jù)和歐姆定律可知，燈泡電阻：R_L=$\frac{{U}_{L}′}{{I}_{L}′}$=$\frac{0.1V}{0.04A}$=2.5Ω，
因?yàn)闊襞蓦娮桦S溫度升高而增大，所以（1）中情況下燈泡電阻大于其未接入電路時(shí)的電阻，即小燈泡接入電路前，燈絲阻值范圍為0＜R_L＜2.5Ω．
故答案為：（1）實(shí)際功率太��；  滑動(dòng)變阻器的下面兩接線柱接入電路了；  
（2）①見上圖；③14；④1.14；
（3）0＜R_L＜2.5Ω．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電路故障、實(shí)物連接、電阻箱讀數(shù)、串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律應(yīng)用、功率的計(jì)算以及燈泡電阻與溫度關(guān)系等，綜合性強(qiáng)．