Question

某物理兴趣小组利用如图甲所示电路进行如下的实验研究：测定“3.6V”小灯泡的额定功率及定值电阻R的阻值．

（1）闭合S₁、S₂，断开S₃，调节滑动变阻器，得到表中三组数据．根据表中数据，可计算出定值电阻R=____________________________________________________________Ω．

1 2 3

电压U/V 1.5 2.4 3

电流I/A 0.20 0.32 0.40

（2）闭合S₁、S₃，断开S₂，调节滑动变阻器，测量灯泡L两端的电压和电流，根据测量数据绘制成如图乙的U﹣I关系图象．由图象分析，当电压表示数为2V时，灯泡L的电功率P_L=______________________________W；图象中所绘图象是一条曲线，其原因是：______________________________．

（3）若在进行（2）时发现电压表突然损坏，该组同学手边有多余电流表但无电压表，为了测出小灯泡的额定功率，小明灵机一动，设计了如图丙电路图；并进行如下操作：①调节滑片至阻值最大处，并同时闭合S₁、S₂、S₃；②调节滑动变阻器的滑片，直至电流表A₁的示数为______________________________A时，记下电流表A的示数______________________________A（见图丁）；③根据公式计算出灯的额定功率为______________________________W．

Answer 1

 （1）由电路图可知，电压表测R两端的电压，电流表测串联电路的电流，分别根据其两端的电压和对应的电流利用欧姆定律求出电阻，再利用多次测量求出平均值算出电阻R的阻值．

（2）闭合S₁、S₃，断开S₂，电压表测量灯泡两端的电压，电流表测量电路总电流，当电压表示数为2V时，从图象上找到对应的电流，根据公式P=UI可求灯泡的电功率；另外灯丝的电阻值随着灯丝温度的变化而变化．

（3）图丙中，三个开关都闭合时，灯泡和电阻R并联，因此两端电压相等；知道灯泡的额定电压和定值电阻的阻值，由此求出通过定值电阻的电流；

电流表A测量的是干路电流，等于支路电流之和，从而确定了电流表A选择的量程和读数，也能求出通过灯泡的电流，最后根据P=UI计算出灯泡的额定功率．

解答： 解：（1）由表格数据可知，电阻R的阻值分别为：

R₁===7.5Ω；R₂===7.5Ω；R₃===7.5Ω

所以电阻的阻值为：R===7.5Ω．

（2）由图乙所示图象可知，当电压为2V时，对应的电流为0.4A，

因此灯泡L的电功率：P_L=UI=2V×0.4A=0.8W．

由于灯丝的电阻受温度的影响，因此图象中所绘图象是一条曲线．

（3）丙图中，当同时闭合S₁、S₂、S₃时，灯泡L和定值电阻R并联，两端电压相等；

当灯泡两端电压达到额定电压3.6V时，定值电阻两端电压也等于3.6V；

此时通过定值电阻的电流，也就是电流表A₁的示数为：I₁===0.8A；

电流表A测量的是干路电流，因此它的电流值要大于A₁的示数，所以它选择的是0～3A量程，丁图中电流表的读数为1A；

因此通过小灯泡L的电流I′=1A﹣0.48A=0.52A；

所以小灯泡的额定功率P=UI′=3.6V×0.52A=1.872W．

故答案为：（1）7.5；（2）0.8；灯丝的电阻与温度有关；（3）0.48；1；1.872．