Question

在测定小灯泡额定功率的实验中 （所用灯泡的额定电压U=3.8V）．
（1）小明实验小组采用图甲的方案，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______；排除故障后，调节滑动变阻器，直到电压表的示数为3.8V，观察到电流表示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为______W．
（2）小红实验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电路如图丙所示，小红按电路图连接好电路；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，滑片位置______（选填“向右移”、“向左移”或“不动”），读出电流表示数I₂．先算出灯泡的电阻：R_L=______（请你用所测的物理量表示），再根据P=U²/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______RL求出的功率与额定功率的真实值相差较大

Answer 1

【答案】分析：（1）灯泡不亮，可能是灯泡断路或灯泡短路或灯泡之外的电路断路；电流表示数为零，说明电路存在断路；
电压表示数接近于电源电压，说明电压表与灯泡两端相连，灯泡之外电路不存在断路；
综合分析可知电路故障为灯泡断路；确定电流表的量程、最小分度值，然后读出电流表示数，
由P=UI求出灯泡的额定功率；
（2）a、小红小组想使用等效替代法，根据等效替代法分析答题；b、开关拨到2时，应保持滑片位置不动；
c、由欧姆定律求出灯泡两端的电压，由串联电路的特点求出流过灯泡的电流，最后由欧姆定律求出灯泡的电阻；
d、灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P=
求出的功率与额定功率的真实值相差较大；
e、为准确测出灯泡功率，只需在步骤②中进行如下操作即可：开关S拔到位置1，移动滑片P直到灯泡正常发光为止，读出电流表示数I₁．
解答：解：（1）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：灯泡断路；由图知：电流表量程是0.6A，最小分度值是0.02A，电流表示数是0.3A，
灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；
故答案为：灯泡断路；1.14．
（2）③a、开关S拔到位置2，滑片位置不动，读出电流表示数I₂．
b、开关在位置1时，灯泡与电阻并联，灯泡两端的电压U_L=U_R=I₁R，
开关打到2位置时，由并联电路特点知：流过灯泡的电流I_灯=I₂-I₁，
则灯泡电阻R_L==；
c、因为灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，
所以根据P=求出的功率与额定功率的真实值相差较大；
d、要准确测出灯泡的额定功率，只需将上述步骤2改为：
开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I₁==为止，读出电流表示数I₁．
故答案为：不动；；灯泡电阻随温度的变化而变化，题中所求电阻值R_L与灯泡正常发光时的阻值不相等，所以根据P=求出的功率与额定功率的真实值相差较大；开关S拔到位置1，移动滑片P直到电流表示数为I₁==为止，读出电流表示数I₁．
点评：本题考查了电路故障分析、欧姆定律的应用、并联电路的特点、实验操作设计，本题第（2）小题应用了等效替代法，第（2）小题有一定的难度，解题是时要注意认真分析．