Question

兩個實驗小組的同學(xué)分別測定小燈泡的額定功率（U_額=3.8V），第1小組同學(xué)可用的器材有：電壓表、電流表、開關(guān)各一只、6V電源、額定電壓為3.8V的小燈泡、標(biāo)有“1000Ω  1A”和標(biāo)有“20Ω  1A”的兩個滑動變阻器，第1小組設(shè)計了如圖1所示電路．
（1）如果小燈泡的額定功率約為2W，電流表的量程選擇

0～0.6A

為宜．
（2）按照圖中的電路圖連接好電路，檢查電路連接無誤后，閉合開關(guān)，在很大一段范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電流表和電壓表幾乎沒有示數(shù)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是

選擇了“1000Ω 1A”的變阻器

．第2小組設(shè)計的實驗電路圖如圖2所示，所用器材如圖3所示（其中電源電壓未知，電阻R的阻值已知），并進(jìn)行了以下操作：
步驟1：開關(guān)S撥到位置2，移動滑片P至任一位置，讀出電壓表示數(shù)U₁；
步驟2：開關(guān)S撥到位置1，滑片P位置不動，讀出電壓表示數(shù)U₂．
（3）請你按電路圖甲在實物圖乙中用筆畫線代替導(dǎo)線連好電路．
（4）同學(xué)們寫出了燈泡電阻表達(dá)式RL=

U1R

U2-U1

，又根據(jù)P0=

U 2 0

RL

，計算出了燈泡的額定功率，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與真實值相差較大，原因是

此時燈泡未正常發(fā)光，燈絲電阻與正常發(fā)光時的電阻不同

．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1改為

開關(guān)S拔到位置2，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為3.8V

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)P=UI求出燈泡額的電流的大約值，據(jù)此確定電流表的量程；
（2）電路連接無誤，閉合開關(guān)后，在很大一段范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電流表和電壓表幾乎沒有示數(shù)說明選擇的滑動變阻器的最大阻值太大造成的；
（3）由電路圖可知，開關(guān)S撥到位置2時，電壓表測燈泡兩端的電壓；開關(guān)S撥到位置1時，電壓表測電源的電壓，據(jù)此連接實物電路圖；
（4）燈泡在不同電壓下，燈絲溫度不同，電阻大小不同，計算額定功率必須用3.8V時的電阻，用其它電壓下的電阻會出現(xiàn)較大的誤差．

解答：解：（1）根據(jù)P=UI可得：
燈泡的額的電流大約為I_額=

P額

U額

=

2W

3.8V

≈0.53A，所以電流表的量程選0～0.6A；
（2）電路連接無誤，閉合開關(guān)，在很大一段范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)小燈泡不發(fā)光、電流表和電壓表幾乎沒有示數(shù)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是：選擇了“1000Ω 1A”的變阻器；
（3）電壓表的負(fù)接線柱與開關(guān)的中間接線柱連接，1與R的左側(cè)接線柱連接，2與燈泡的左接線柱連接，如下圖所示：

（4）由于電流的熱效應(yīng)，當(dāng)燈泡發(fā)光時，燈絲的電阻會隨溫度升高而變大；
當(dāng)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(fā)光時電阻，從而求出的功率就不是額定功率；
所以要想測燈泡的額定功率，可以讓燈泡兩端電壓等于額定電壓，即將開關(guān)S拔到位置2，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為3.8V．
故答案為：
（1）0～0.6A；
（2）選擇了“1000Ω 1A”的變阻器；
（3）如上圖所示；
（4）此時燈泡未正常發(fā)光，燈絲電阻與正常發(fā)光時的電阻不同；開關(guān)S拔到位置2，移動滑片P，使電壓表的示數(shù)為3.8V．

點評：本題考查了學(xué)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(fā)光時的功率為額定功率，即R必須時正常發(fā)光時的電阻．