Question

（10分）在測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中（所用燈泡的額定電壓U₀＝3.8 V）：

（1）王強(qiáng)小組采用圖A所示的方案，開關(guān)閉合前變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)到最_______端；測量時(shí)發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，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：_______；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3.8 V，此時(shí)電流表示數(shù)如圖B所示，則小燈泡的額定功率為_______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）：
實(shí)驗(yàn)步驟：
①電路如圖C所示，請(qǐng)你按電路圖在圖D中用筆畫線連好電路；
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P位置不動(dòng)，讀出電流表示數(shù)I₂．
數(shù)據(jù)處理：
先算出了燈泡的電阻R_L＝_______（請(qǐng)你用所測的物理量表示），再根據(jù)P₀＝，計(jì)算出燈的額定功率．他們按此方案測量，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值相差較大，原因是：______________．仔細(xì)分析后，他們認(rèn)為要準(zhǔn)確測出燈泡的額定功率，只需將上述步驟2改為：_______．

Answer 1

（1）右，電燈燈絲斷了，1.14。（2）如圖所示：

I₁R/（I₂－I₁），燈絲的電阻隨溫度而變，測出的R值不是正常工作狀態(tài)下的電阻，開關(guān)S撥到位置1，移動(dòng)滑片直到電流表示數(shù)為3.8V/R。

試題分析：（1）在測定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合前應(yīng)使變阻器接入電路中電阻最大，由圖知變阻器的滑片P應(yīng)調(diào)到最右端；測量時(shí)發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)后，無論怎樣移動(dòng)滑片P，燈都不亮，電流表示數(shù)始終為0，說明電路某處發(fā)生了斷路，而電壓表示數(shù)約為6V，故與電壓表并聯(lián)的燈泡發(fā)生了斷路；當(dāng)電壓表的示數(shù)U="3.8" V，由圖B知通過的電流I=0.3A，則小燈泡的額定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W．（2）根據(jù)電路圖C，連接電路如圖所示；開關(guān)S撥到位置1，L、R并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電流表測量通過R的電流為I₁，開關(guān)S撥到位置2，仍是L、R并聯(lián)后與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，此時(shí)電流表測量通過干路的電流為I₂，燈泡兩端電壓U= I₁R，燈絲的電阻R_L=U/（I₂－I₁）= I₁R/（I₂－I₁）；由于燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，故測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不是正常工作狀態(tài)下的電阻，與真實(shí)值相差較大；要想測其正常工作時(shí)的電阻，應(yīng)使其兩端電壓為額定電壓3.8V，即使開關(guān)S撥到位置1，移動(dòng)滑片直到電流表示數(shù)為3.8V/R。