某物理興趣小組利用如圖*所示電路進行如下的實驗研究：測定“3.6V”小燈泡的額定功率及定值電阻R的阻值．（1）...

問題詳情：

某物理興趣小組利用如圖*所示電路進行如下的實驗研究：測定“3.6V”小燈泡的額定功率及定值電阻R的阻值．

（1）閉合S1、S2，斷開S3，調節滑動變阻器，得到表中三組資料．根據表中資料，可計算出定值電阻R=____________________________________________________________Ω．

 1 2 3

電壓U/V 1.5 2.4 3

電流I/A 0.20 0.32 0.40

（2）閉合S1、S3，斷開S2，調節滑動變阻器，測量燈泡L兩端的電壓和電流，根據測量資料繪製成如圖乙的U﹣I關係圖象．由圖象分析，當電壓表示數為2V時，燈泡L的電功率PL=______________________________W；圖象中所繪圖象是一條曲線，其原因是：______________________________．

（3）若在進行（2）時發現電壓表突然損壞，該組同學手邊有多餘電流表但無電壓表，為了測出小燈泡的額定功率，小明靈機一動，設計瞭如圖*電路圖；並進行如下*作：①調節滑片至阻值最大處，並同時閉合S1、S2、S3；②調節滑動變阻器的滑片，直至電流表A1的示數為______________________________A時，記下電流表A的示數______________________________A（見圖丁）；③根據公式計算出燈的額定功率為______________________________W．

【回答】

 （1）由電路圖可知，電壓表測R兩端的電壓，電流表測串聯電路的電流，分別根據其兩端的電壓和對應的電流利用歐姆定律求出電阻，再利用多次測量求出平均值算出電阻R的阻值．

（2）閉合S1、S3，斷開S2，電壓表測量燈泡兩端的電壓，電流表測量電路總電流，當電壓表示數為2V時，從圖象上找到對應的電流，根據公式P=UI可求燈泡的電功率；另外燈絲的電阻值隨著燈絲溫度的變化而變化．

（3）圖*中，三個開關都閉合時，燈泡和電阻R並聯，因此兩端電壓相等；知道燈泡的額定電壓和定值電阻的阻值，由此求出通過定值電阻的電流；

電流表A測量的是幹路電流，等於支路電流之和，從而確定了電流表A選擇的量程和讀數，也能求出通過燈泡的電流，最後根據P=UI計算出燈泡的額定功率．

解答： 解：（1）由表格資料可知，電阻R的阻值分別為：

R1===7.5Ω；R2===7.5Ω；R3===7.5Ω

所以電阻的阻值為：R===7.5Ω．

（2）由圖乙所示圖象可知，當電壓為2V時，對應的電流為0.4A，

因此燈泡L的電功率：PL=UI=2V×0.4A=0.8W．

由於燈絲的電阻受溫度的影響，因此圖象中所繪圖象是一條曲線．

（3）*圖中，當同時閉合S1、S2、S3時，燈泡L和定值電阻R並聯，兩端電壓相等；

當燈泡兩端電壓達到額定電壓3.6V時，定值電阻兩端電壓也等於3.6V；

此時通過定值電阻的電流，也就是電流表A1的示數為：I1===0.8A；

電流表A測量的是幹路電流，因此它的電流值要大於A1的示數，所以它選擇的是0～3A量程，丁圖中電流表的讀數為1A；

因此通過小燈泡L的電流I′=1A﹣0.48A=0.52A；

所以小燈泡的額定功率P=UI′=3.6V×0.52A=1.872W．

故*為：（1）7.5；（2）0.8；燈絲的電阻與溫度有關；（3）0.48；1；1.872．

知識點：測量小燈泡的電功率

題型：實驗,探究題