Question

7．要測量標有“2.5V”字樣小燈泡的額定功率．現(xiàn)有器材：電壓恒為6V的電源，一只電壓表，標有“50Ω  1A”的滑動變阻器A和標有“×Ω1A”的滑動變阻器B（阻值模糊不清），實驗過程如下：

（1）選擇滑動變阻器A，設(shè)計電路如圖甲所示，正確連接電路，閉合開關(guān)，移動滑片，當電壓表示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光．
（2）斷開開關(guān)，保持滑動變阻器A的滑片位置不變，用滑動變阻器B替換小燈泡，試觸后電壓表示數(shù)未超過3V，再閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器B，使電壓表示數(shù)為2.5V．
（3）保持滑動變阻器B的滑片位置不變，將另一只滑動變阻器的滑片移到阻值最大端，此時電壓表示數(shù)如圖乙所示．則小燈泡的額定功率為0.5W．
（4）在（2）（3）兩次實驗中，電路的總功率之比為25：12．

Answer 1

分析 已知燈泡的額定電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，為得到燈泡的額定功率，需要求得燈泡電阻；
閱讀題干可知，本實驗采用等效替代法測燈泡電阻，即用滑動變阻器B替代燈泡與A滑動變阻器串聯(lián)，即要測當B連入電路的阻值，所以當電壓表示數(shù)為2.5V后，要控制B的滑片不動，由題目條件，根據(jù)歐姆定律求出B連入阻值，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算燈泡的額定功率和求出兩實驗中的電流，根據(jù)P=UI求出兩次電路的總功率的比．

解答 解：
（2）根據(jù)分析，保持滑動變阻器A的滑片位置不變，用B替代燈泡，為測得燈泡電阻，需要調(diào)節(jié)B的滑片，使電壓表示數(shù)也等于2.5V，此時R_B=R_L；
（3）為測R_L的阻值，應(yīng)保持滑動變阻器B的滑片位置不變，使A滑片移到最大值50Ω處，由圖乙，電壓表使用0-3V量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，U_A=U-U_L′=6V-1.2V=4.8V，
根據(jù)歐姆定律，此時電路中電流：I=I_L=I_A=$\frac{{U}_{A}}{{R}_{A}}$=$\frac{4.8V}{50Ω}$=0.096A，
所以R_L=R_B=$\frac{{U}_{B}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.096A}$=12.5Ω，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，P_額=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{12.5Ω}$=0.5W；
（4）在（2）的條件下電路中電流I′=I_L′=$\frac{{U}_{額}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12.5Ω}$=0.2A，
根據(jù)P=UI，（2）（3）兩次實驗中，電路的總功率之比：
$\frac{P′}{P}$=$\frac{UI′}{UI}$=$\frac{I′}{I}$=$\frac{0.2A}{0.096A}$=$\frac{25}{12}$．
故答案為：（2）B；（3）B；0.5；（4）25：12．

點評 本題是小燈泡額定功率的測量，考查了串聯(lián)電路的特點、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．屬于一道難題．