【題目】在一次測(cè)量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中,所用電源由兩節(jié)新干電池串聯(lián)組成,小燈泡上標(biāo)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)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(shí)間來不及了,小剛在圖甲電路中只改變了某根導(dǎo)線一端的接點(diǎn)位置,而后電路就能測(cè)量小燈泡的額定功率了.請(qǐng)?jiān)谛枰膭?dòng)的導(dǎo)線上打“×”,并畫出正確的接線______

(3)待改接好電路后,小剛同學(xué)移動(dòng)滑片P,記下多組對(duì)應(yīng)的電壓表和電流表的示數(shù),并繪制成圖乙所示的圖象.根據(jù)圖象信息,可計(jì)算出小燈泡的額定功率是____W,該圖象不是直線,主要原因是_________;

(4)小明想通過實(shí)驗(yàn)來比較燈泡“實(shí)際電壓是額定電壓一半時(shí)的電功率P1”和“實(shí)際電流是額定電流一半時(shí)的電功率P2”的大小,但小明的同學(xué)沒有通過實(shí)驗(yàn)也比較出了它們的大小,P1應(yīng)________P2(選填“大于”、“小于”或“等于”).

(5)實(shí)驗(yàn)過程中,小明這組的電流表燒壞,老師另給了一只電阻箱,他利用電阻箱和余下部分器材設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路,也測(cè)出了小燈泡的額定功率.小明的實(shí)驗(yàn)方法如下:

①根據(jù)電路圖連接實(shí)物電路;

②只閉合開關(guān)S1、S3,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使__________

③斷開S3,閉合S2,調(diào)節(jié)__________,達(dá)到步驟②中同樣的效果,讀出相應(yīng)的數(shù)值.

④根據(jù)有關(guān)公式,計(jì)算出燈泡的額定功率___________

【答案】 3 0 0.75 燈絲電阻受溫度的影響 大于 電阻箱

【解析】(1)由圖可知,電流表與燈泡并聯(lián)了,故燈泡被短路,電壓表串聯(lián)在電路中,此時(shí)電壓表測(cè)量的是電源電壓,電源由兩節(jié)干電池組成,則電壓表所示為3V;此時(shí)電路相當(dāng)于斷路,故電流表的示數(shù)為0A;

(2)電壓表應(yīng)并聯(lián)在燈的兩端,電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中.將燈泡與滑動(dòng)變阻器相連的導(dǎo)線去掉,并改接在電源負(fù)極,如下圖所示,

(3)根據(jù)圖乙可知,當(dāng)燈泡兩端電壓為2.5V時(shí),通過小燈泡的電流為0.3A,則燈泡的額定功率:P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,因?yàn)闊艚z的電阻與溫度有關(guān),所以燈泡的I-U圖象為曲線;

(4)燈泡的I-U圖象,如圖所示:

;

燈泡的實(shí)際電壓為其額定電壓一半時(shí),如圖中紅線所示,燈泡的實(shí)際電流等于額定電流一半時(shí),如圖中綠線所示,比較可知,燈泡的實(shí)際電壓為其額定電壓一半時(shí),其電壓與電流的乘積較大,即P1P2;

(5)在上面分析的基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)方案如下:

①閉合開關(guān)S1S3,移動(dòng)變阻器的滑片P,使電壓表示數(shù)為2.5V;

③斷開S3,閉合S2,調(diào)節(jié)電阻箱,使電壓表的示數(shù)仍然為2.5V,讀出電阻箱連入電路的阻值R,此時(shí)電阻箱的阻值R與燈泡的電阻是相等的;

④燈泡正常發(fā)光時(shí),其兩端的電壓為2.5V,燈泡的電阻與電阻箱的阻值R相同,則小燈泡額定功率的表達(dá)式為:P=(2.5V)2/R

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