Question

如圖，李凡同學(xué)在測定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，連接了的電路，閉合開關(guān)S，燈泡沒有發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0．移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)均沒有變化．排除故障后，發(fā)現(xiàn)電壓表指針偏轉(zhuǎn)不大，調(diào)整后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使得電壓表的示數(shù)等于小燈泡的額定電壓，此時(shí)指針如圖所示，電流表的讀數(shù)為0.25A，已知電源電壓為12V．

（1）燈泡開始沒有發(fā)光，故障原因可能是

燈泡斷路

；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是多少？燈泡的額定功率是多少？
（3）假如燈泡的電阻不隨溫度變化，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是50Ω時(shí)，燈泡的實(shí)際功率是多少？

Answer 1

分析：（1）電壓表有示數(shù)說明電壓表兩接線柱與電源之間是通路，電流表示數(shù)為0、燈泡不亮說明電路斷路，即電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦罚?br />（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓不大于電源的電壓，根據(jù)電壓表指針的位置確定量程和分度值并讀出大小，利用P=UI求出燈泡的額定功率，根據(jù)歐姆定律求出燈泡的電阻；
（3）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是50Ω時(shí)電路中的電流，利用P=I²R求出此時(shí)燈泡的實(shí)際功率．

解答：解：（1）閉合開關(guān)S，燈泡沒有發(fā)光，電壓表有示數(shù)，電流表示數(shù)為0，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，電壓表、電流表示數(shù)均沒有變化，說明電壓表并聯(lián)的部分?jǐn)嗦芳礋襞輸嗦罚?br />（2）∵燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓不大于電源的電壓，
∴電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)U_L=2.5V，
燈泡的額定功率：
P_L=U_LI_L=2.5V×0.25A=0.625W，
根據(jù)歐姆定律可得，燈泡的電阻：
R_L=

UL

IL

=

2.5V

0.25A

=10Ω；
（3）假如燈泡的電阻不隨溫度變化，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是50Ω時(shí)，
電路中的電流：
I=

U

RL+R

=

12V

10Ω+50Ω

=0.2A，
燈泡的實(shí)際功率：
P_L′=I²R_L=（0.2A）²×10Ω=0.4W．
答：（1）燈泡斷路；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻是10Ω，燈泡的額定功率是0.625W；
（3）假設(shè)燈泡的電阻不隨溫度變化，當(dāng)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值是50Ω時(shí)，燈泡的實(shí)際功率是0.4W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電路故障的判斷和串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是燈泡正常發(fā)光時(shí)電壓表量程的確定，要注意指針的位置．