Question

19．小明要測量標有“2.5V”字樣的小燈泡的額定功率，現(xiàn)有器材：電源（電壓恒定）、一個電壓表，標有“50Ω1A”的滑動變阻器A和標有“×Ω1A”的滑動變阻器B（阻值不變），實驗過程如下：
（1）小紅設計電路如圖甲所示，連接電路后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈一閃瞬間熄滅，好在因電壓表接的大量程沒有損壞，讀數(shù)為6V，經檢查發(fā)現(xiàn)她在閉合開關前，沒有調節(jié)滑動變阻器使滑動變阻器連入電路中的電阻最大．
（2）斷開開關，更換一個同規(guī)格燈泡，并將電壓表改用小量程，閉合開關，移動變阻器的滑片，當電壓表示數(shù)為2.5V時，小燈泡正常發(fā)光．
（3）為了測出小燈泡的額定功率，小明斷開開關，保持滑動變阻器A的滑片位置不變，用滑動變阻器B替換小燈泡，試觸后電壓表的示數(shù)未超過3V，再閉合開關，調節(jié)滑動變阻器B，使電壓表示數(shù)為2.5V．
（4）保持滑動變阻器B的滑片位置不變，把另一只滑動變阻器的滑片移到阻值最大端，此時電壓表示數(shù)如圖乙所示，則小燈泡的額定電功率為0.5W．

Answer 1

分析 （1）連接電路時，為保護電路，滑動變阻器連入電路中的電阻最大；
（3）（4）已知燈泡的額定電壓，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，為得到燈泡的額定功率，需要求得燈泡電阻；
閱讀題干可知，本實驗采用等效替代法測燈泡電阻，即用滑動變阻器B替代燈泡與A滑動變阻器串聯(lián)，即要測當B連入電路的阻值，所以當電壓表示數(shù)為2.5V后，要控制B的滑片不動，由題目條件，根據(jù)歐姆定律求出B連入阻值，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計算燈泡的額定功率．

解答 解：（1）連接電路時，為保護電路，滑動變阻器連入電路中的電阻最大，
閉合開關，發(fā)現(xiàn)燈一閃瞬間熄滅，好在因電壓表接的大量程沒有損壞，讀數(shù)為6V，經檢查發(fā)現(xiàn)她在閉合開關前，沒有調節(jié)滑動變阻器使滑動變阻器連入電路中的電阻最大；
（2）根據(jù)分析，保持滑動變阻器A的滑片位置不變，用B替代燈泡，為測得燈泡電阻，需要調節(jié)B的滑片，使電壓表示數(shù)也等于2.5V，此時R_B=R_L；
（3）為測R_L的阻值，應保持滑動變阻器B的滑片位置不變，使A滑片移到最大值50Ω處，由圖乙，電壓表使用0-3V量程，分度值為0.1V，示數(shù)為1.2V，
根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，U_A=U-U_L′=6V-1.2V=4.8V，
根據(jù)歐姆定律，此時電路中電流：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，
根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，P_額=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{（2.5{V}^{2}）}{12.5Ω}$=0.5W．
故答案為：（1）滑動變阻器連入電路中的電阻最大；（3）B；（4）B；0.5．

點評 本題是小燈泡額定功率的測量，考查了串聯(lián)電路的特點、歐姆定律和電功率公式的應用，解題的關鍵是利用等效替代法求出燈泡的電阻．屬于一道難題．