Question

5．要測量標(biāo)有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率，現(xiàn)有器材：電壓恒為6V的電源，一個(gè)電壓表，標(biāo)有“50Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器A和標(biāo)有“×Ω  1A”的滑動(dòng)變阻器B（阻值不變），實(shí)驗(yàn)過程如下：
（1）選用滑動(dòng)變阻器A，設(shè)計(jì)電路如圖甲所示，正確連接電路，閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．
（2）斷開開關(guān)，保持滑動(dòng)變阻器A的滑片位置不變，用滑動(dòng)變阻器B替換小燈泡，試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電壓表示數(shù)為2.5V．
（3）保持滑動(dòng)變阻器B的滑片位置不變，把另一只滑動(dòng)變阻器的滑片移動(dòng)到阻止最大端，此時(shí)電壓表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率為0.5W．
（4）在（2）（3）兩次實(shí)驗(yàn)中，電路的總功率之比為25：12．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)燈泡兩端電壓為額定電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光；
（3）根據(jù)圖乙中電壓表的量程、分度值以及指針的位置讀出電壓表的示數(shù)；根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律、滑動(dòng)變阻器的最大阻值以及歐姆定律求出電路中的電流以及B接入電路的阻值；最后根據(jù)歐姆定律和P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）先根據(jù)燈泡的額定電壓和電阻求出燈泡正常發(fā)光的電流，然后根據(jù)P=UI求出（2）（3）兩次實(shí)驗(yàn)中，電路的總功率之比．

解答 解：（1）要使燈泡正常發(fā)光，需使燈泡兩端電壓為額定電壓2.5V，因此閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.5V時(shí)，小燈泡正常發(fā)光．
（3）根據(jù)圖乙可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為1.2V，則滑動(dòng)變阻器A兩端電壓：U_A=6V-1.2V=4.8V；
該電路中的電流：I=$\frac{{U}_{A}}{{R}_{A}}$=$\frac{4.8V}{50Ω}$=0.096A；
滑動(dòng)變阻器B接入電路的阻值：R_B=$\frac{{U}_{B}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.096A}$=12.5Ω；
因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器接入電路的阻值與燈泡正常發(fā)光接入電路的阻值相等，因此燈泡的額定功率：P_燈=$\frac{{{U}_{燈}}^{2}}{{R}_{燈}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{12.5Ω}$=0.5W；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路中的電流：I_燈=$\frac{{U}_{燈}}{{R}_{燈}}$=$\frac{2.5V}{12.5Ω}$=0.2A；
由P=UI可知，（2）（3）兩次實(shí)驗(yàn)中，電路的總功率之比：P：P′=I_燈：I=0.2A：0.096A=25：12．
故答案為：（1）2.5V；（2）0.5；（4）25：12．

點(diǎn)評 本題是小燈泡額定功率的測量，考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律和電功率公式的應(yīng)用，解題的關(guān)鍵是利用等效替代法求出燈泡的電阻，具有一定的難度．