Question

1．小红想尝试分别测两灯泡串联时的电功率．

（1）实验原理：P=UI（填表达式）
（2）请根据图1电路图，用笔画线代替导线连接图2实物图．
（3）如图3所示电流表示数是0.32A，电压表示数是1V．
（4）已知电源电压恒为3V，小红认为，不需要电压表测量，也可知道灯L₁两端电压，小明做出判断的依据是串联电路电压的关系是：U=U₁+U₂．
（5）根据以上测量数据，可计算出灯L₁的电功率P₁=0.64W，灯L₂的电功率P₂=0.32W，如果实验过程通电1分钟，请计算：整个电路消耗的电能是57.6J．
（6）若实验过程中出现故障，两灯突然都不亮，电流表没有示数，电压表示数接近电源电压3V，故障可能是灯泡断路．

Answer 1

分析 （1）伏安法测电功率的原理是电功率公式；
（2）分析电路图可知，两灯泡串联，电压表测量L₂两端的电压，说明电压表与L₂并联，根据电流流向和先串后并的原则连接实物图；
（3）电压表和电流表读数时，要先看清量程，再看清分度值；
（4）串联电路的总电压等于各部分电路的电压和，L₁两端的电压等于总电压减L₂两端的电压；
（5）根据公式P=UI计算出两灯泡的电功率，根据W=Pt求出电能；
（6）电压表有示数，说明与电压表两接线柱连接的电路是通路，电流表无示数，说明电路断路，据此分析故障的可能原因．

解答 解：（1）伏安法测电功率的原理是：P=UI；
（2）由电路图可知，两灯泡串联，电压表与灯泡L₂并联，从电源的正极出发依次连接灯泡L₂、电流表选小量程、灯泡L₁、开关，回到电源的负极，最后把电压表选小量程并联在L₂两端，如图所示：

（3）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的读数为0.32A；电压表的量程为0～3V；分度值为0.1V，所以电压表的读数为1V；
（4）两灯泡串联，且串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和，U=U₁+U₂，所以L₁两端电压：
U₁=U-U₂=3V-1V=2V；
（5）灯L₁电功率：P₁=U₁I=2V×0.32A=0.64W；
灯L₂电功率：P₂=U₂I=1V×0.32A=0.32W；
整个电路消耗电能：W=Pt=（0.64W+0.32W）×60s=57.6J；
（6）灯泡不亮，电流表无示数，说明某处发生了断路，电压表示数接近电源电压，说明与电压表并联的灯泡出现了断路．
故答案为：（1）P=UI；（2）如上图；（3）0.32A；1V；（4）U=U₁+U₂；（5）0.64；0.32；57.6；（6）灯泡断路．

点评 本题是测量灯泡电功率的实验，考查了电路的连接、电流表和电压表的读数、串联电路的电压规律及其电功率的计算，都是电学实验中的常见问题，比较综合．