Question

【題目】在測量小燈泡額定功率的實驗中，所用電源由2節新干電池串聯組成，小燈泡上標有“2.5V”字樣（小燈泡額定功率約為0.6W）小剛連接了如圖甲所示的電路．

（1）小明發現電路連接有錯，如果閉合圖甲所示電路的開關，燈泡不發光，電壓表的示數約為____V，電流表的示數約為____A．

（2）圖甲電路中只改變了某根導線一端的接點位置，電路就能測量小燈泡額定功率．請在圖甲中錯誤的導線上畫“×”，并畫出小剛改動的那條導線____________．

（3）改接好電路后，在實驗時，調節滑動變阻器的滑片，通過多次實驗畫出燈泡中的電流與其兩端電壓關系圖像如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為____W．

（4）如圖丙所示，閉合開關S1，將開關S2扳向1，調節滑動變阻器使電流表的示數為I1；將開關S2扳向2，保持滑動變阻器的阻值不變，調節電阻箱的阻值，當其電阻為8Ω時，電流表的示數為I1．則小燈泡剛才發光時的阻值為____Ω．

（5）若通過小燈泡的實際電流為額定電流的一半，則小燈泡的額定功率與實際功率的關系為P額____4P實（選填“>”、“<”或“=”）．

Answer 1

【答案】 3 0 略 0.5 8 >

【解析】圖中的電路連接電壓表串聯在電路中，電流表把燈泡和滑動變阻器短路了，電壓表阻值很大，相當于斷路，故電流表示數為0，電壓表此時接在電源兩端，讀數為電源電壓故示數為3V；若測量燈泡的額定功率，則電壓表需并聯在燈泡兩端，圖中電壓表的正接線柱已經接在燈泡的左端，故只需將燈泡的左端連接到電壓表的負接線柱上即可，如圖所示：

根據圖乙中的數據可得，電壓為2.5V時，對應電流為0.2A，故額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；如圖丙所示，閉合開關S1，將開關S2扳向1，調節滑動變阻器使電流表的示數為I1；將開關S2扳向2，保持滑動變阻器的阻值不變，調節電阻箱的阻值，當其電阻為8Ω時，電流表的示數為I1．這是利用了等效替代法，即用電阻箱來代替燈泡使電路中的數據保持相同，故電阻箱的電阻就為燈泡電阻，則小燈泡剛才發光時的阻值為8Ω．若燈泡電阻不變時，通過小燈泡的實際電流為額定電流的一半時，根據P=I2R可得小燈泡的額定功率與實際功率的關系為P額=4P實．但燈泡電阻隨溫度的降低而減小，P額>4P實．