在测定小灯泡额定功率的实验中(所用灯泡的额定电压U0=3.8V).
(1)王强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)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电路如图丙所示,请你在图丁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,滑片位置不动,读出电流表示数I2
先算出灯泡的电阻RL=______(请你用所测的物理量表示),再根据,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______.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______.
解:(1)∵电压表的示数为6V,
∴电压表接在电源两端,说明电路故障可能为灯泡断路或滑动变阻器连入电路的阻值为0Ω,
又∵灯泡不亮且电流表无示数,∴电路故障应为灯泡断路.
因为电压表的示数为3.8V,所以灯泡正常发光,而电流表示数I=0.3A,
故灯泡额定功率P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W.
(2)②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,电路中三个电阻的连接方式没有发生改变,
所以此时灯泡两端电压仍然为I1R,
又∵L与R并联,∴由③得灯泡电流I=I2-I1,
∴由欧姆定律得灯泡电阻RL=.
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,
所以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.
故答案为:(1)灯丝断路、1.14;
(2)①;
②、灯泡未在额定电压下发光,灯丝的温度变化导致灯丝的电阻变化、开关S拔到位置1,移动滑片P,使电流表示数为I1=.
(1)电压表的示数为6V,说明电压表接在电源两端,而灯泡不亮,故灯泡断路;根据P额=U额I额可求出灯泡的额定功率;
(2)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;根据开关S拔到位置1和开关S拔到位置2时,电路中三个电阻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.
点评:本题考查了学生对额定功率的理解,利用公式P=求额定电功率时,必须要注意R是否改变,若R是变化的,则该公式不可用.抓住只有当用电器两端的电压等于额定电压时,测出的功率才是额定功率是解题的关键.
物理解题技巧分享:欧姆定律:同一导体同状态,电压电阻定电流,电阻导体本属性,材料长短粗细恒。