Question

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

（1）同組的小明發現該電路連接存在問題，如果閉合圖甲所示電路的開關，則電壓表的示數約為_______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，小剛同學移動滑片P，測得多組數據并作出通過燈泡的電流與其兩端電壓的關系圖象如圖乙，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，分析圖象發現，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，移動變阻器的滑片，使電流表______（選填“A1”或“A2”）的示數為_____A，小燈泡正常發光，并讀出此時另一電流表的示數為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，電壓表串聯在電路中，電流表與燈泡并聯，電壓表測電源電壓，則電壓表的示數約為3V，因電壓表在電路中相當于開路，故電流表的示數為0A。

（2）將電壓表與燈并聯，電流表與燈串聯，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測并聯電路的總電流。

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

根據并聯電路電壓規律，燈兩端的電壓也為2.5V，為小燈泡額定電壓，此時燈泡正常發光。

根據并聯電路電流的規律，此時通過燈泡的電流：IL=I-0.25A，

則燈泡的額定功率：。