Question

18．在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5V．
（1）正确连接电路后，闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最大；闭合开关后，发现电压表和电流表中只有一只电表有示数，小灯泡亮度一般，说明电压表发生了断路．
（2）排除故障后，根据测得的实验数据做出小灯泡电压在1.5V-2.5V之间的I-U图象如图所示，则小灯泡的额定功率是0.625W．小灯泡电压为1.5V时的电阻小于（填“大于”、“小于”或“等于”）小灯泡电压为2.5V时的电阻．若小灯泡电压为1.5V、2.0V、2.5V时小灯泡的功率分别为P₁、P₂、P₃，则P₂＜$\frac{1}{2}$（P₁+P₃）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最最大值处；
分析两电表分别断路电路的情况，再根据只有一电表有示数分析判断发生了断路电表；
（2）由图象读出灯泡电压为2.5V时的电流，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
由图象分析灯泡电压变化与电流变化的大小，从而分析1.5V和2.5V灯泡的电阻大小关系；
由图象分析电流变化与电压变化特点，由P=UI分析解答．

解答 解：
（1）为了保护电路，闭合开关前应将滑动变阻器的阻值调到最大值处；
测灯泡功率的实验中，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联．
若电流表断路，则整个电路断路，灯泡不能发光；若电压表断路，电路其它部分仍然可以工作．由题知闭合开关后，小灯泡亮度一般，说明电路中通路，说明断路的电表是电压表；
（2）小灯泡的额定电压为2.5V，由图象知，灯泡电压为2.5V时的电流为0.25A，所以灯泡的额定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由图象知，灯泡两端电压由1.5V增大到2.5V时，电压变化比电流变化快，由此可知灯泡电阻随电压增大而增大，所以小灯泡电压为1.5V时的电阻小于2.5V时的电阻；
由图象知，灯泡电压1.5V-2.5V变化过程中，电流变化是均匀的，若电压从1.5V增大到2.0V时电流增大△I，则电压从2.0V增大到2.5V时电流变化也为△I，
由P=UI有：
P₂=U₂I=2V×I，
P₁=U₁I₁=1.5V×（I-△I）
P₃=U₃I₃=2.5V×（I+△I）
则：$\frac{{P}_{1}+{P}_{3}}{2}$=$\frac{1.5V×（I-△I）+2.5V×（I+△I）}{2}$=2V×I+$\frac{△I}{2}$＞2V×I，
所以P₂＜$\frac{{P}_{1}+{P}_{3}}{2}$．
故答案为：（1）大；电压；（2）0.625；小于；＜．

点评 本题是测量小灯泡电功率的实验，考查了实验注意事项、电路故障、功率计算、灯泡电阻的变化，关键要能从图象中找到有用的信息．