Question

20．如圖所示，小明在進(jìn)行“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)，已知電源電壓為3V，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）連接好電路后，閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡始終不亮，電流表有示數(shù)，電壓表示數(shù)為零，則出現(xiàn)故障的原因可能是小燈泡短路．
（2）故障排除后，小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可知燈泡的額定功率是0.5W．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	電壓表示數(shù)U/V	電流表示數(shù)I/A
1	2.0	0.17
2	2.5	0.20
3	3.0	0.22

（3）小明想通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較燈泡“實(shí)際電壓是額定電壓一半時(shí)的電功率P₁”和“實(shí)際電流是額定電流一半時(shí)的電功率P₂”的大小，但小明的同學(xué)沒(méi)有通過(guò)實(shí)驗(yàn)也比較出了它們的大小，P₁應(yīng)大于P₂（選填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

分析 （1）常見(jiàn)的電路故障有斷路與短路兩種，根據(jù)電路故障現(xiàn)象分析電路故障原因；
（2）根據(jù)P=UI求出燈泡的實(shí)際功率；
（3）如果燈泡電阻不隨溫度變化，則燈泡電壓為其額定電壓一半時(shí)的電流等于額定電流的一半，其實(shí)際功率等于額定功率的四分之一；實(shí)際上燈泡電阻隨溫度升高而增大，所以燈泡實(shí)際電壓為額定電壓一半時(shí)的電流大于額定電流的一半，此時(shí)燈泡實(shí)際功率大于額定功率的四分之一；如果燈泡電阻不隨溫度變化而變化，電流等于額定電流一半時(shí)，燈泡實(shí)際功率等于額定功率的四分之一，實(shí)際上燈泡溫度越低，燈泡電阻越小，通過(guò)燈泡電流為其額定電流一半時(shí)，燈泡電阻小于燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻，則燈泡實(shí)際功率小于額定功率的四分之一．

解答 解：
（1）燈泡不亮，可能是燈泡斷路，或燈泡短路，或燈泡之外電路斷路造成的；電流表有示數(shù)，說(shuō)明電路通路；燈泡短路，電壓表測(cè)導(dǎo)線電壓，示數(shù)為零．綜合分析可知，小燈泡短路；
（2）燈泡的額電功率P=UI=2.5V×0.20A=0.5W；
（3）因?yàn)镻=$\frac{{U}^{2}}{R}$
所以燈泡實(shí)際電壓為其額定電壓一半時(shí)，它的實(shí)際功率P₁＞$\frac{1}{4}$P_額；
因?yàn)镻=I²R
所以實(shí)際電流等于額定電流一半時(shí)，實(shí)際功率P₂＜$\frac{1}{4}$P_額；
故P₁＞P₂；
故答案為：（1）燈泡短路；（2）0.5；（3）大于．

點(diǎn)評(píng) 本此題是測(cè)量小燈泡的額定功率實(shí)驗(yàn)，考查了連接電路過(guò)程中需注意的問(wèn)題，功率的計(jì)算，同時(shí)考查了比較燈泡實(shí)際功率大小，有一定的難度．