Question

【题目】在测量小灯泡额定功率的实验中，所用电源由两节新干电池串联组成，小灯泡上标有“2.5V”字样（小灯泡额定功率约为08W）

（1）小明同学实验时连接的电路如图甲，如果他闭合开关，将会观察到：电压表的示数约为_____V，电流表的示数约为_____A，小灯泡的发光情况为_____（远填“正常发光”、“亮度较暗”或“不发光”）。

（2）小华在小明连接的电路中只改变了某根导线一端的接点位置，电路就能测量小灯泡额定功率。改接好电路后，小明同学移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数并绘制成图乙的I﹣U关系图象根据图象可知：小灯泡的额定功率是_____W，图中阴影部分的面积表示_____；

（3）小华设计了如图丙的电路也完成了该实验，请完成下列填空（电源电压不变，R1和R2为滑动变阻器，R2的最大电阻为R0）

①闭合开关S、S1，断开开关S2，调节R2，使电压表的示数为2.5V。

②闭合开关S、S2断开开关S1，调节_____，使电压表的示数仍为2.5V。

③接着将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2，则小灯泡额定功率的表达式PM＝_____（用U额、R0、U1、U2表示）

Answer 1

【答案】3 0 不发光 0.75 电功率 R1的滑片

【解析】

（1）电路如图甲，电流表与灯并联，电压表串联在电路中，此时电压表测电源电压，将会观察到电压表的示数约为3V，因电压表内阻很大，所以电路中电流非常小，则电流表的示数约为0A，小灯泡不发光；

（2）根据绘制成图乙的I﹣U关系图象可知，小灯泡在额定电压下的电流为0.3A，则灯的额定功率：

P＝UI＝2.5V×0.3A＝0.75W；

图中阴影部分的面积等于电压与电流的乘积，根据P＝UI可知，阴影部分的面积表示电功率；

（3）①只闭合小灯泡所在支路，即闭合S、S1，通过调节滑动变阻器R2使灯泡两端电压为额定电压2.5V；

②利用等效替代法，只闭合R1所在支路，即闭合S、S2，通过调节滑动变阻器R1的滑片，使R1两端电压等于小灯泡的额定电压2.5V，则此时R1＝RL；

③将R2的滑片P调至最左端，记下电压表的示数为U1；再将R2的滑片P调至最右端，记下电压表的示数为U2；

在③中，将R2的滑片P调至最左端，R2连入电路中的电阻为0，电压表的示数U1即为电源电压；再将R2的滑片P调至最右端，此时两变阻器串联，电压表的示数为U2，即为R1的电压，

根据串联电路电压的规律和欧姆定律有：

I＝＝，

解得，R1＝﹣﹣﹣﹣﹣①；

小灯泡额定功率的表达式：

PM＝＝﹣﹣﹣﹣﹣②，

由①②得：

PM＝。