Question

【題目】在一次測量小燈泡額定功率的實驗中，所用電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成，小燈泡上標有“2.5V”字樣。小剛連接了如圖甲所示的電路。

（1）同組的小明發(fā)現(xiàn)該電路連接存在問題，如果閉合圖甲所示電路的開關(guān)，則電壓表的示數(shù)約為_______V。

（2）小明主張拆了以后重新連接，可是時間來不及了，小剛在圖甲電路中只改變了某根導(dǎo)線一端的接點位置，而后電路就能測量小燈泡的額定功率了。請在需要改動的導(dǎo)線上打“×”，并畫出正確的接線______。

（3）待改接好電路后閉合開關(guān)，小剛同學(xué)移動滑片P，測得多組數(shù)據(jù)并作出通過燈泡的電流與其兩端電壓的關(guān)系圖象如圖乙，則小燈泡的額定功率為______W；當燈泡實際電壓為額定電壓一半時的實際電功率為P1，當燈泡實際電流為額定電流的一半時的實際電功率為P2，分析圖象發(fā)現(xiàn)，P1______P2（選填“大于”、“小于”、“等于”）。

（4）實驗中另一小組沒有使用電壓表，而是用了兩個電流表和一個10Ω的定值電阻設(shè)計了如圖所示的電路，同樣測出了該小燈泡的額定功率，具體實驗步驟是：

①閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，使電流表______（選填“A1”或“A2”）的示數(shù)為_____A，小燈泡正常發(fā)光，并讀出此時另一電流表的示數(shù)為I；

②計算該燈泡的額定功率為______。

Answer 1

【答案】 2.5 0.75 > A1 0.25 2.5V(I-0.25)A

【解析】解：（1）如果閉合圖甲所示電路的開關(guān)，電壓表串聯(lián)在電路中，電流表與燈泡并聯(lián)，電壓表測電源電壓，則電壓表的示數(shù)約為3V，因電壓表在電路中相當于開路，故電流表的示數(shù)為0A。

（2）將電壓表與燈并聯(lián)，電流表與燈串聯(lián)，改動后如下圖所示：

（3）由如圖乙通過燈泡的電流與其兩端電壓的關(guān)系圖像可知，燈在額定電壓下的電流為0.3A，則小燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

當燈泡實際電壓為額定電壓一半，即為1.25V時對應(yīng)的電流大小約為0.22A，此時燈泡的實際功率為：P1=U1I1=1.25V×0.22A=0.275W；

當燈泡實際電流為額定電流的一半時，實際電壓約為0.75V，此時燈泡的實際功率為P2=U2I2=0.75V×0.15A=0.112W；

所以P1大于P2 。

（4）由電路圖可知，電流表A1測通過R的電流，電流表A2測并聯(lián)電路的總電流。

當A1的示數(shù)為0.25A，由歐姆定律可得，電阻的電壓為：U=IR=0.25A×10Ω=2.5V，

根據(jù)并聯(lián)電路電壓規(guī)律，燈兩端的電壓也為2.5V，為小燈泡額定電壓，此時燈泡正常發(fā)光。

根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，此時通過燈泡的電流：IL=I-0.25A，

則燈泡的額定功率：。