题目内容

6．小华在测定额定电压为2.5V小灯泡的电功率的实验中．
（1）如甲所示，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，分别记下多组对应的电压表和电流表的读数，并绘制了图乙所示U-I图象．根据U-I图象提供的信息，可计算出小灯泡的额定功率是0.5W，当加在小灯泡两端的电压为1.5V时，小灯泡的电阻是10Ω．
（2）若在本次试验中，电压表损坏了，同组的小明想到了一个测量小灯泡额定功率的方法，他向老是借来了一个已知阻值为R的电阻和两个开关，设计了如图丙所示的电路，同学们按照以下步骤完成实验：
①闭合S1，断开S2，移动滑片，使电流表示数为I-$\frac{2.5V}{R}$；
②保持滑片位置不变，断开S1，闭合S2，记下电流表的示数为I，测得小灯泡的额定功率为：P额=2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．（写出表达式）

分析 （1）额定电压下灯泡正常发光，根据图象得出灯泡的额定电流，根据P=UI求出额定功率，再根据图象得出当加在小灯泡两端的电压为1.5V时通过的电流，利用欧姆定律求出小灯泡的电阻；
（2）要测量小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器，根据定值电阻的阻值和电流求出两端的电压，即为灯泡两端的电压，再根据并联电路的电流规律求出通过灯泡的电流，从而根据P=UI得出小灯泡的电功率的表达式．

解答 解：（1）灯泡正常发光时的电压为2.5V，由乙图可知灯泡的额定电流I=0.2A，灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
当加在小灯泡两端的电压U′=1.5V时，通过的电流I′=0.15A，
此时灯泡的电阻R=$\frac{U}{I}$=$\frac{1.5V}{0.15A}$=10Ω．
（2）①闭合S1，断开S2，移动滑片，使电流表示数为$\frac{2.5V}{R}$，此时电阻两端电压为2.5V；
②保持滑片位置不变，断开S1，闭合S2，记下电流表的示数为I，则I为干路中的电流，由并联电路电流规律可知，通过小灯泡的电流为：I-$\frac{2.5V}{R}$，
则小灯泡的额定功率为：P额=U额I额=2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．
故答案为：（1）0.5；10；（2）2.5V×（I-$\frac{2.5V}{R}$）．

点评 本题的难点是缺少电压表时电功率的测量的实验设计，掌握测量电功率的实验原理和并联电路的特点是解题的关键．

练习册系列答案
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