Question

7．要测量标有“2.5V”字样小灯泡的额定功率．现有器材：电压恒为6V的电源，一只电压表，标有“50Ω  1A”的滑动变阻器A和标有“×Ω1A”的滑动变阻器B（阻值模糊不清），实验过程如下：

（1）选择滑动变阻器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，试触后电压表示数未超过3V，再闭合开关，调节滑动变阻器B，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，将另一只滑动变阻器的滑片移到阻值最大端，此时电压表示数如图乙所示．则小灯泡的额定功率为0.5W．
（4）在（2）（3）两次实验中，电路的总功率之比为25：12．

Answer 1

分析 已知灯泡的额定电压，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，为得到灯泡的额定功率，需要求得灯泡电阻；
阅读题干可知，本实验采用等效替代法测灯泡电阻，即用滑动变阻器B替代灯泡与A滑动变阻器串联，即要测当B连入电路的阻值，所以当电压表示数为2.5V后，要控制B的滑片不动，由题目条件，根据欧姆定律求出B连入阻值，根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡的额定功率和求出两实验中的电流，根据P=UI求出两次电路的总功率的比．

解答 解：
（2）根据分析，保持滑动变阻器A的滑片位置不变，用B替代灯泡，为测得灯泡电阻，需要调节B的滑片，使电压表示数也等于2.5V，此时R_B=R_L；
（3）为测R_L的阻值，应保持滑动变阻器B的滑片位置不变，使A滑片移到最大值50Ω处，由图乙，电压表使用0-3V量程，分度值为0.1V，示数为1.2V，
根据串联电路电压特点，U_A=U-U_L′=6V-1.2V=4.8V，
根据欧姆定律，此时电路中电流：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，
根据P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，P_额=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（2.5V）^{2}}{12.5Ω}$=0.5W；
（4）在（2）的条件下电路中电流I′=I_L′=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{2.5V}{12.5Ω}$=0.2A，
根据P=UI，（2）（3）两次实验中，电路的总功率之比：
$\frac{P′}{P}$=$\frac{UI′}{UI}$=$\frac{I′}{I}$=$\frac{0.2A}{0.096A}$=$\frac{25}{12}$．
故答案为：（2）B；（3）B；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．属于一道难题．