Question

14．在測量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，所用電源由2節(jié)新干電池串聯(lián)組成，小燈泡上標(biāo)有“2.5V”字樣（小燈泡額定功率約為0.6W）小剛連接了如圖甲所示的電路．

（1）小明發(fā)現(xiàn)電路連接有錯，如果閉合圖甲所示電路的開關(guān)，燈泡不發(fā)光，電壓表的示數(shù)約為3V，電流表的示數(shù)約為0A．
（2）圖甲電路中只改變了某根導(dǎo)線一端的接點(diǎn)位置，電路就能測量小燈泡額定功率．請在圖甲中錯誤的導(dǎo)線上畫“×”，并畫出小剛改動的那條導(dǎo)線．
（3）改接好電路后，在實(shí)驗(yàn)時，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，通過多次實(shí)驗(yàn)畫出燈泡中的電流與其兩端電壓關(guān)系圖象如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為0.5W．
（4）如圖丙所示，閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂扳向1，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I₁；將開關(guān)S₂扳向2，保持滑動變阻器的阻值不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，當(dāng)其電阻為8Ω時，電流表的示數(shù)為I₁．則小燈泡剛才發(fā)光時的阻值為8Ω．
（5）若通過小燈泡的實(shí)際電流為額定電流的一半，則小燈泡的額定功率與實(shí)際功率的關(guān)系為P_額＞4P_實(shí)（選填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)原電路的連接，確定電表示數(shù)；
（2）根據(jù)錯誤之處改正；
（3）根據(jù)圖乙找到額定電壓下的電流，根據(jù)P=UI求額定功率；
（4）根據(jù)等效替代法，利用單刀雙擲開關(guān)使燈泡與滑動變阻器分別串聯(lián)電路中電流相等時，燈泡燈絲的電阻與變阻箱連入電路的電阻相等，電流相等時，燈絲電阻值與變阻箱相等；
（5）由于燈泡的阻值不是定值，會隨溫度的升高而變大，所以，根據(jù)P=I²R分析額定功率P_額的變化．

解答 解：（1）原電路中，電壓表串聯(lián)在電路中了，電流表與燈和變阻器并聯(lián)了，因電壓表內(nèi)阻很大，故電流表示數(shù)約為0，電壓表與電源連通，示數(shù)為電源電壓3V；
（2）測量小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)中，電壓表與燈并聯(lián)，電流表串聯(lián)在電路中，如下所示：

（3）根據(jù)燈泡中的電流與其兩端電壓關(guān)系圖象，可知，燈的電壓為2.5V時，電流為0.2A，燈的額定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（4）閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂扳向“1”，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為I₁；
將開關(guān)S₂扳向“2”，保持滑動變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱連入電路的阻值，當(dāng)電流表示數(shù)為I₁時，此時電阻箱連入電路的電阻與上次實(shí)驗(yàn)中電流為I₁時燈絲電阻相同；
（5）若通過小燈泡的實(shí)際電流為額定電流的一半，假設(shè)燈泡的阻值不變，則P_額=I_額²R=（2I₁）²R=4I₁²R=4P_實(shí)．
由于燈泡的阻值不是定值，會隨溫度的升高而變大，所以，當(dāng)燈泡在正常工作時，燈泡的阻值變大，則額定功率P_額＞4P_實(shí)．
故答案為：（1）3； 0；（2）如上所示； （3）0.5；（4）8； （5）＞．

點(diǎn)評 本題測量燈泡的電功率，考查電路的分析及連接、額定功率的計算、等效法的運(yùn)用及影響電阻大小的因素．