Question

如图，李凡同学在测定小灯泡功率的实验中，连接了的电路，闭合开关S，灯泡没有发光，电压表有示数，电流表示数为0．移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均没有变化．排除故障后，发现电压表指针偏转不大，调整后，移动滑动变阻器的滑片，使得电压表的示数等于小灯泡的额定电压，此时指针如图所示，电流表的读数为0.25A，已知电源电压为12V．

（1）灯泡开始没有发光，故障原因可能是______；
（2）灯泡正常发光时的电阻是多少？灯泡的额定功率是多少？
（3）假如灯泡的电阻不随温度变化，当滑动变阻器接入电路的阻值是50Ω时，灯泡的实际功率是多少？

Answer

（1）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，电流表示数为0、灯泡不亮说明电路断路，即电压表并联的部分断路；
（2）灯泡正常发光时的电压不大于电源的电压，根据电压表指针的位置确定量程和分度值并读出大小，利用P=UI求出灯泡的额定功率，根据欧姆定律求出灯泡的电阻；
（3）根据电阻的串联和欧姆定律求出当滑动变阻器接入电路的阻值是50Ω时电路中的电流，利用P=I2R求出此时灯泡的实际功率．
【解析】
（1）闭合开关S，灯泡没有发光，电压表有示数，电流表示数为0，移动滑动变阻器的滑片P，电压表、电流表示数均没有变化，说明电压表并联的部分断路即灯泡断路；
（2）∵灯泡正常发光时的电压不大于电源的电压，
∴电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数UL=2.5V，
灯泡的额定功率：
PL=ULIL=2.5V×0.25A=0.625W，
根据欧姆定律可得，灯泡的电阻：
RL===10Ω；
（3）假如灯泡的电阻不随温度变化，当滑动变阻器接入电路的阻值是50Ω时，
电路中的电流：
I===0.2A，
灯泡的实际功率：
PL′=I2RL=（0.2A）2×10Ω=0.4W．
答：（1）灯泡断路；
（2）灯泡正常发光时的电阻是10Ω，灯泡的额定功率是0.625W；
（3）假设灯泡的电阻不随温度变化，当滑动变阻器接入电路的阻值是50Ω时，灯泡的实际功率是0.4W．