要测量标有“2.5V 字样的小灯泡的额定功率.现有器材:电压恒为6V的电源.一个电压表.标有“50Ω 1A 的滑动变阻器A和标有“×Ω 1A 的滑动变阻器B.实验过程如下:(1)选用滑动变阻器A.设计电路如图甲所示.正确连接电路.闭合开关.移动滑片.当电压表示数为2.5V时.小灯泡正常发光．(2)断开开关.保持滑动变阻器A的滑片位置不� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

5．

要测量标有“2.5V”字样的小灯泡的额定功率，现有器材：电压恒为6V的电源，一个电压表，标有“50Ω 1A”的滑动变阻器A和标有“×Ω 1A”的滑动变阻器B（阻值不变），实验过程如下：
（1）选用滑动变阻器A，设计电路如图甲所示，正确连接电路，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光．
（2）断开开关，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用滑动变阻器B替换小灯泡，试触后电压表的示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表示数为2.5V．
（3）保持滑动变阻器B的滑片位置不变，把另一只滑动变阻器的滑片移动到阻止最大端，此时电压表示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率为0.5W．
（4）在（2）（3）两次实验中，电路的总功率之比为25：12．

分析（1）当灯泡两端电压为额定电压时，灯泡正常发光；
（3）根据图乙中电压表的量程、分度值以及指针的位置读出电压表的示数；根据串联电路电压的规律、滑动变阻器的最大阻值以及欧姆定律求出电路中的电流以及B接入电路的阻值；最后根据欧姆定律和P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）先根据灯泡的额定电压和电阻求出灯泡正常发光的电流，然后根据P=UI求出（2）（3）两次实验中，电路的总功率之比．

解答解：（1）要使灯泡正常发光，需使灯泡两端电压为额定电压2.5V，因此闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5V时，小灯泡正常发光．
（3）根据图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为1.2V，则滑动变阻器A两端电压：U_A=6V-1.2V=4.8V；
该电路中的电流：I=$\frac{{U}_{A}}{{R}_{A}}$=$\frac{4.8V}{50Ω}$=0.096A；
滑动变阻器B接入电路的阻值：R_B=$\frac{{U}_{B}}{I}$=$\frac{1.2V}{0.096A}$=12.5Ω；
因为滑动变阻器接入电路的阻值与灯泡正常发光接入电路的阻值相等，因此灯泡的额定功率：P_灯=$\frac{{{U}_{灯}}^{2}}{{R}_{灯}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{12.5Ω}$=0.5W；
（4）灯泡正常发光时，电路中的电流：I_灯=$\frac{{U}_{灯}}{{R}_{灯}}$=$\frac{2.5V}{12.5Ω}$=0.2A；
由P=UI可知，（2）（3）两次实验中，电路的总功率之比：P：P′=I_灯：I=0.2A：0.096A=25：12．
故答案为：（1）2.5V；（2）0.5；（4）25：12．

点评本题是小灯泡额定功率的测量，考查了串联电路的特点、欧姆定律和电功率公式的应用，解题的关键是利用等效替代法求出灯泡的电阻，具有一定的难度．