Question

1．小紅嘗試分別測(cè)兩燈泡串聯(lián)時(shí)的電功率．

（1）實(shí)驗(yàn)原理：P=UI（填表達(dá)式）
（2）請(qǐng)根據(jù)圖1電路圖：用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線連接圖2實(shí)物圖．
（3）如圖3所示電流表示數(shù)是0.32A，電壓表示數(shù)是1V．
（4）已知電源電壓恒為3V，小紅認(rèn)為，不需要電壓表測(cè)量，也可知道燈L₁兩端電壓，小明做出此判斷的依據(jù)是串聯(lián)電路電壓的關(guān)系：串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列表格．

電路結(jié)構(gòu)	串聯(lián)
位置	電源	燈L1	燈L2
電壓U（V）	3	2	1

（5）根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，可計(jì)算出燈L₁的電功率P₁=0.64W，燈L₂的電功率P₂=0.32W，如果實(shí)驗(yàn)過(guò)程通電1分鐘，請(qǐng)計(jì)算：
①燈L₁消耗的電能是38.4J；
②整個(gè)電路消耗的電能是57.6J；
③燈L₂的電阻是3.125Ω；
（6）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)故障，兩燈突然不亮，電流表沒(méi)有示數(shù)．電壓表示數(shù)接近電表電壓3V，故障可能是L₂斷路．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=UI分析；
（2）按照電路圖連接實(shí)物圖時(shí)，注意從電源的一個(gè)極出發(fā)，按照順序依次連接．電壓表最后并聯(lián)在電路中．
（3）在進(jìn)行電流表和電壓表的讀數(shù)時(shí)，首先確定選用的量程和分度值，然后進(jìn)行正確的讀數(shù)．
（4）串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，L₁兩端的電壓等于總電壓減L₂兩端的電壓；
（5）根據(jù)公式P=UI計(jì)算出兩燈泡的電功率，根據(jù)W=Pt求出電能．
（6）電壓表有示數(shù)說(shuō)明電壓表與電源之間是通路，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電流表突然之間無(wú)示數(shù)說(shuō)明電路斷路，即電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦罚?/p>

解答 解：（1）電流表可以測(cè)出電流，電壓表可以測(cè)出電壓，根據(jù)公式P=UI可以求出功率；
（2）從電源的正極出發(fā)，依次連接開(kāi)關(guān)、燈泡、電流表、燈泡，回到電源的負(fù)極，最后將電壓表并聯(lián)在燈泡的兩端．注意電壓表、電流表正負(fù)接線柱和量程的接法及；如圖：
；
（3）由圖丙知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，其示數(shù)為0.32A；電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，其示數(shù)為1V．
（4）兩燈泡串聯(lián)，且串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，
所以L₁兩端電壓：U₁=U-U₂=3V-1V=2V；
（5）燈L₁電功率：P₁=U₁I=2V×0.32A=0.64W；
燈L₂電功率：P₂=U₂I=1V×0.32A=0.32W；
燈L₁電能：W₁=P₁t=0.64W×60s=38.4J；
整個(gè)電路消耗電能：W=Pt=（0.64W+0.32W）×60s=57.6J；
燈L₂的電阻是：R=$\frac{{U}_{2}}{I}$=$\frac{1V}{0.32A}$=3.125Ω；
（6）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電流表突然沒(méi)有示數(shù)，說(shuō)明電路中有斷路故障；而電壓表有示數(shù)，且接近于電源電壓，說(shuō)明電壓表并聯(lián)部分?jǐn)嗦�，可能是L₂斷路．
故答案為：（1）P=UI；（2）如上圖所示；（3）0.32A；1V；
（4）串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和；2；1；
（5）0.64；0.32；①38.4J；②57.6J；③3.125Ω；  （6）L₂斷路．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)量燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了電路的連接、電流表和電壓表的讀數(shù)、串聯(lián)電路的電壓規(guī)律及其電功率的計(jì)算，都是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的常見(jiàn)問(wèn)題，難度不大．