Question

【题目】在“测量小灯泡功率”的实验中．

（1）按图甲正确连接好电路，闭合开关后发现：小灯泡不亮，电流表示数为零，而电压表示数接近电源电压，经检查，电流表是完好的，仅滑动变阻器或小灯泡存在故障，则电路中的故障是______，排除故障后，闭合开关，发现小灯泡仍不亮，电流表指针偏转很小，要使该小灯泡发光只需_______ ．

（2）观察小灯泡在不同电压下的高度，读出电压表，电流表示数，实验记录见下表：

①由表格可知：该小灯泡额定电压为______________________V．

②当小灯泡两端电压为 3V 时，小灯泡偏亮，小明担心灯丝会烧断，于是立即断开开关，未读取电流表示数，同组的小华观察到当时电流表指针的位置如图乙所示，则通过小灯泡的电流为____________A，小灯泡的实际功率为____________W．

（3）如图丙是小明重新设计的另一种实验方案来测定小灯泡的额定功率（电源电压不变，电阻 R=5Ω）．

①电路如图所示，开关 S 拨到位置 1，移动滑片 P 至任一位置，读出电流表示数I 1 ；

②开关 S 拨到位置 2，变阻器滑片位置不动，读出电流表示数 I 2 ；先算出灯泡电阻 R L=____________ （请你用所测的物理量和已知量的符号表示），再根据 P 额 = ____________，计算灯泡的额定功率，他按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是____________ ，为了能准确测量灯泡的额定功率，他们只需要将上述步骤①改为_______________________________．

Answer 1

【答案】 小灯泡断路 向左移动滑动变阻器的滑片 2.5 0.22 0.66 见解析所示 忽略了温度对灯丝电阻的影响 将开关 S拨到位置1，移动滑片 P，使 I1R 等于 2.5V 见解析所示

【解析】解答： (1)闭合开关后,灯不亮,电流表无示数,说明电路故障为断路;电压表示数接近电源电压,说明电压表的正负接线柱与电源两极相连,因此电路故障为与电压表并联的小灯泡断路；排除故障后，闭合开关，仍发现小灯泡不亮，电流表指针偏转很小，说明灯的电压太小，滑动变阻器连入电路中的电阻太大。为了增大灯泡的电压，就要减小变阻器两端的电压，根据分压原理可知，要减小变阻器连入电路中的电阻，所以，需向左移动变阻器的滑片；(2)①由表格可知，小灯泡正常发光时的电压，即额定电压为2.5V；②根据表格数据可知，电流表选用的是小量程，电流表小量程的分度值为0.02A，电流表示数为0.22A，小灯泡的实际功率：P＝UI＝3V×0.22A＝0.66W；(3)因R与L并联，所以,并联部分两端的电压U＝I1R，通过灯泡的电流为IL＝I2I1，则灯泡的电阻RL＝；因灯泡的电阻与温度有关，所以,灯泡的额定功率不能用P 求出；将开关 S 拨到位置 1，移动滑片 P，使 I1R 等于 2.5V，测出此时电路中的电流并求出通过灯泡的电流，即可利用P＝UI求出灯泡的额定功率。

点睛 ：（1）电流表无示数，说明电路故障为断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表的正负接线柱与电源两极相连，据此判断故障所在；连接电路时，滑动滑动变阻器的滑片置于阻值最大处，要使灯正常发光，要移动滑片使变阻器连入电路的电阻减小；（2）①小灯泡正常发光时的电压即为额定电压；②确定电流表小量程的分度值读数，根据P＝UI计算实际功率；（3）由电路图可知，R与L并联，当开关S拔到位置1时电流表测通过R的电流，当开关S拔到位置2时电流表测电路的总电流，根据欧姆定律求出并联部分的电压，根据并联电路的电流特点求出通过L的电流，进一步根据欧姆定律求出灯泡的电阻；因不同电压下灯泡的电阻不同，所以灯泡的额定功率不能用P求出；调节滑动变阻器使电流表的示数和R的乘积为2.5V时可以测出灯泡的额定功率．