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，電流表的示數(shù)約為_____A。

（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】 3 0 0.75 大于 A1 0.25A 2.5V×（I﹣0.25A）

【解析】（1）如圖的電路，電壓表串聯(lián)在了電路中，電流表與小燈泡并聯(lián)了，因為電壓表的電阻很大，近似斷路，所以電流表的示數(shù)約為0A，而電壓表能夠通過電流表和滑動變阻器測出電源電壓，所以示數(shù)約為3V.

（2）根據(jù)此圖分析，當把燈泡右端的連線拆下，再從燈泡的右端連接到電壓表的負接線柱，此時，電流表串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)，為正確電路，如圖：

（3）待改接好電路后閉合開關(guān)，小剛同學移動滑片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，電壓為2.5V時，電流為0.3A，則燈泡的功率為：

；

當燈泡實際電壓為額定電壓一半時，即為1.25V時對應的電流如圖2所示，大小約為0.22A，此時燈泡的實際電功率為：；

當燈泡實際電流為額定電流的一半時，如圖3所示，實際電壓約為0.75V，此時燈泡的實際電功率為，故P1大于P2。

（4）如圖的實驗方案，將10Ω的定值電阻與電流A1串聯(lián)，則根據(jù)可計算燈兩端的電壓，當電壓為2.5V時燈正常發(fā)光，再結(jié)合另一電流表的示數(shù)可得出燈的電流，進而計算額定功率。步驟為：

①閉合開關(guān)，移動變阻器的滑片，使電流表A1的示數(shù)為0.25A，此時燈兩端的電壓為：

，所以小燈泡正常發(fā)光，并讀出此時A2電流表的示數(shù)為I；

②根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可得，通過燈泡的電流為：，

所以燈的額定功率為：