Question

6．小華在測定額定電壓為2.5V小燈泡的電功率的實(shí)驗(yàn)中．
（1）如甲所示，閉合開關(guān)，移動滑動變阻器滑片，分別記下多組對應(yīng)的電壓表和電流表的讀數(shù)，并繪制了圖乙所示U-I圖象．根據(jù)U-I圖象提供的信息，可計算出小燈泡的額定功率是0.5W，當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時，小燈泡的電阻是10Ω．
（2）若在本次試驗(yàn)中，電壓表損壞了，同組的小明想到了一個測量小燈泡額定功率的方法，他向老是借來了一個已知阻值為R的電阻和兩個開關(guān)，設(shè)計了如圖丙所示的電路，同學(xué)們按照以下步驟完成實(shí)驗(yàn)：
①閉合S₁，斷開S₂，移動滑片，使電流表示數(shù)為I-$\frac{2.5V}{R}$；
②保持滑片位置不變，斷開S₁，閉合S₂，記下電流表的示數(shù)為I，測得小燈泡的額定功率為：P_額=2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．（寫出表達(dá)式）

Answer 1

分析 （1）額定電壓下燈泡正常發(fā)光，根據(jù)圖象得出燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出額定功率，再根據(jù)圖象得出當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓為1.5V時通過的電流，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻；
（2）要測量小燈泡的額定功率，應(yīng)調(diào)節(jié)滑動變阻器，根據(jù)定值電阻的阻值和電流求出兩端的電壓，即為燈泡兩端的電壓，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律求出通過燈泡的電流，從而根據(jù)P=UI得出小燈泡的電功率的表達(dá)式．

解答 解：（1）燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.5V，由乙圖可知燈泡的額定電流I=0.2A，燈泡的額定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
當(dāng)加在小燈泡兩端的電壓U′=1.5V時，通過的電流I′=0.15A，
此時燈泡的電阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω．
（2）①閉合S₁，斷開S₂，移動滑片，使電流表示數(shù)為$\frac{2.5V}{R}$，此時電阻兩端電壓為2.5V；
②保持滑片位置不變，斷開S₁，閉合S₂，記下電流表的示數(shù)為I，則I為干路中的電流，由并聯(lián)電路電流規(guī)律可知，通過小燈泡的電流為：I-$\frac{2.5V}{R}$，
則小燈泡的額定功率為：P_額=U_額I_額=2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．
故答案為：（1）0.5；10；（2）2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．

點(diǎn)評 本題的難點(diǎn)是缺少電壓表時電功率的測量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計，掌握測量電功率的實(shí)驗(yàn)原理和并聯(lián)電路的特點(diǎn)是解題的關(guān)鍵．