Question

（2013?江岸區模擬）在測定小燈泡額定功率的實驗中 （所用燈泡的額定電壓U₀=2.5V）．
（1）曉欣小組采用圖1的方案，閉合開關后，發現無論怎樣移動滑片P，燈都不亮，電流表示數始終為0，電壓表示數約為6V，則電路中出現的故障可能是

小燈泡斷路

；排除故障后，調節滑動變阻器，直到電壓表的示數為2.5V，觀察到電流表示數如圖2所示，則小燈泡的額定功率為

0.75

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3所示，請你在圖4中按電路圖用筆畫線代替導線連接好電路；
②開關S拔到位置1，移動滑片P至任一位置，讀出電流表示數I₁；
③開關S拔到位置2，保持滑動變阻器的滑片位置不動，讀出電流表示數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P₀=U₀²/R_L，計算燈泡的額定功率．他們按此方案測量，發現實驗結果與真實值相差較大，原因是

燈泡兩端電壓不是額定電壓，電阻不是正常發光時的電阻

．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

將開關S拔到位置1，移動滑片P，使電流表示數為I₁=

U0

R

．

Answer 1

分析：（1）電壓表的示數為6V，說明電壓表接在電源兩端；電流表示數為零，說明電路斷路，因此根據電壓表和電流表確定斷路位置；讀出通過燈泡的額定電流，然后根據P=UI可求出燈泡的額定功率；
（2）①根據電路圖連接實物圖時，應根據電路路徑一條一條支路連接且要注意一一對應；
③根據開關S拔到位置1和開關S拔到位置2時，電路中三個用元件的連接方式沒有發生改變，由②可得燈泡兩端電壓U=I₁R，由③得燈泡電流I=I₂-I₁，然后根據歐姆定律可求燈泡電阻；
注意燈泡的額定功率只有燈泡在額定電壓下發光時的功率為額定功率；還要考慮燈絲的電阻隨溫度的改變而改變．

解答：解：（1）電流表無示數，說明電路斷路；又因為電壓表的示數為6V，說明電壓表接在電源兩端，因此電路故障為小燈泡斷路；
當燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V時，燈泡正常發光，則此時通過燈泡的電流為0.3A，故燈泡額定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）①根據電路圖將燈泡與開關與閘刀相連的接線柱進行連接，將接線柱1與電流表負接線柱或電源負極相連．如圖所示

③由②可得燈泡兩端電壓U=I₁R，而開關S由位置1拔到位置2時，電路中三個元件的連接方式沒有發生改變，所以此時燈泡兩端電壓仍然為U；
又∵L與R并聯
∴由③得燈泡電流I=I₂-I₁；
則燈泡電阻R_L=

I1R

I2-I1

．
③由于電流的熱效應，當燈泡發光時，燈絲的電阻會隨溫度升高而變大；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，即將開關S拔到位置1，移動滑片P，使電流表示數為I₁=

U0

R

．
故答案為：（1）小燈泡斷路，0.75；（2）

I1R

I2-I1

；燈泡兩端電壓不是額定電壓，電阻不是正常發光時的電阻；將開關S拔到位置1，移動滑片P，使電流表示數為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，必須要注意燈絲的電阻隨溫度的變化而變化，因此燈泡只有正常發光時的功率為額定功率，即R必須時正常發光時的電阻．