Question

（2013?江岸区模拟）在测定小灯泡额定功率的实验中 （所用灯泡的额定电压U₀=2.5V）．
（1）晓欣小组采用图1的方案，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片P，灯都不亮，电流表示数始终为0，电压表示数约为6V，则电路中出现的故障可能是

小灯泡断路

；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为2.5V，观察到电流表示数如图2所示，则小灯泡的额定功率为

0.75

W．
（2）姚远小组设计了另一种实验方案（其中电源电压未知，电阻R的阻值已知）．

①电路如图3所示，请你在图4中按电路图用笔画线代替导线连接好电路；
②开关S拔到位置1，移动滑片P至任一位置，读出电流表示数I₁；
③开关S拔到位置2，保持滑动变阻器的滑片位置不动，读出电流表示数I₂先算出灯泡的电阻R_L=

I1R

I2-I1

（请你用所测的物理量表示），再根据P₀=U₀²/R_L，计算灯泡的额定功率．他们按此方案测量，发现实验结果与真实值相差较大，原因是

灯泡两端电压不是额定电压，电阻不是正常发光时的电阻

．仔细分析后，他们认为要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为

将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I₁=

U0

R

．

Answer 1

分析：（1）电压表的示数为6V，说明电压表接在电源两端；电流表示数为零，说明电路断路，因此根据电压表和电流表确定断路位置；读出通过灯泡的额定电流，然后根据P=UI可求出灯泡的额定功率；
（2）①根据电路图连接实物图时，应根据电路路径一条一条支路连接且要注意一一对应；
③根据开关S拔到位置1和开关S拔到位置2时，电路中三个用元件的连接方式没有发生改变，由②可得灯泡两端电压U=I₁R，由③得灯泡电流I=I₂-I₁，然后根据欧姆定律可求灯泡电阻；
注意灯泡的额定功率只有灯泡在额定电压下发光时的功率为额定功率；还要考虑灯丝的电阻随温度的改变而改变．

解答：解：（1）电流表无示数，说明电路断路；又因为电压表的示数为6V，说明电压表接在电源两端，因此电路故障为小灯泡断路；
当灯泡两端电压为额定电压2.5V时，灯泡正常发光，则此时通过灯泡的电流为0.3A，故灯泡额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W．
（2）①根据电路图将灯泡与开关与闸刀相连的接线柱进行连接，将接线柱1与电流表负接线柱或电源负极相连．如图所示

③由②可得灯泡两端电压U=I₁R，而开关S由位置1拔到位置2时，电路中三个元件的连接方式没有发生改变，所以此时灯泡两端电压仍然为U；
又∵L与R并联
∴由③得灯泡电流I=I₂-I₁；
则灯泡电阻R_L=

I1R

I2-I1

．
③由于电流的热效应，当灯泡发光时，灯丝的电阻会随温度升高而变大；当灯泡两端电压不等于其额定电压时，求出的电阻就不等于其正常发光时电阻，从而求出的功率就不是额定功率；
所以要想求灯泡额定功率，就必须让灯泡两端电压等于额定电压，即将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I₁=

U0

R

．
故答案为：（1）小灯泡断路，0.75；（2）

I1R

I2-I1

；灯泡两端电压不是额定电压，电阻不是正常发光时的电阻；将开关S拔到位置1，移动滑片P，使电流表示数为I₁=

U0

R

．

点评：本题考查了学生对额定功率的理解，利用公式P=

U2

R

求额定电功率时，必须要注意灯丝的电阻随温度的变化而变化，因此灯泡只有正常发光时的功率为额定功率，即R必须时正常发光时的电阻．