Question

18．在“測量小燈泡的電功率”的實驗中，小燈泡的額定電壓為2.5V．
（1）正確連接電路后，閉合開關前應將滑動變阻器的阻值調到最大；閉合開關后，發現電壓表和電流表中只有一只電表有示數，小燈泡亮度一般，說明電壓表發生了斷路．
（2）排除故障后，根據測得的實驗數據做出小燈泡電壓在1.5V-2.5V之間的I-U圖象如圖所示，則小燈泡的額定功率是0.625W．小燈泡電壓為1.5V時的電阻小于（填“大于”、“小于”或“等于”）小燈泡電壓為2.5V時的電阻．若小燈泡電壓為1.5V、2.0V、2.5V時小燈泡的功率分別為P₁、P₂、P₃，則P₂＜$\frac{1}{2}$（P₁+P₃）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析 （1）閉合開關前應將滑動變阻器的阻值調到最最大值處；
分析兩電表分別斷路電路的情況，再根據只有一電表有示數分析判斷發生了斷路電表；
（2）由圖象讀出燈泡電壓為2.5V時的電流，由P=UI計算小燈泡的額定功率；
由圖象分析燈泡電壓變化與電流變化的大小，從而分析1.5V和2.5V燈泡的電阻大小關系；
由圖象分析電流變化與電壓變化特點，由P=UI分析解答．

解答 解：
（1）為了保護電路，閉合開關前應將滑動變阻器的阻值調到最大值處；
測燈泡功率的實驗中，電流表與燈泡串聯，電壓表與燈泡并聯．
若電流表斷路，則整個電路斷路，燈泡不能發光；若電壓表斷路，電路其它部分仍然可以工作．由題知閉合開關后，小燈泡亮度一般，說明電路中通路，說明斷路的電表是電壓表；
（2）小燈泡的額定電壓為2.5V，由圖象知，燈泡電壓為2.5V時的電流為0.25A，所以燈泡的額定功率：P=UI=2.5V×0.25A=0.625W；
由圖象知，燈泡兩端電壓由1.5V增大到2.5V時，電壓變化比電流變化快，由此可知燈泡電阻隨電壓增大而增大，所以小燈泡電壓為1.5V時的電阻小于2.5V時的電阻；
由圖象知，燈泡電壓1.5V-2.5V變化過程中，電流變化是均勻的，若電壓從1.5V增大到2.0V時電流增大△I，則電壓從2.0V增大到2.5V時電流變化也為△I，
由P=UI有：
P₂=U₂I=2V×I，
P₁=U₁I₁=1.5V×（I-△I）
P₃=U₃I₃=2.5V×（I+△I）
則：$\frac{{P}_{1}+{P}_{3}}{2}$=$\frac{1.5V×（I-△I）+2.5V×（I+△I）}{2}$=2V×I+$\frac{△I}{2}$＞2V×I，
所以P₂＜$\frac{{P}_{1}+{P}_{3}}{2}$．
故答案為：（1）大；電壓；（2）0.625；小于；＜．

點評 本題是測量小燈泡電功率的實驗，考查了實驗注意事項、電路故障、功率計算、燈泡電阻的變化，關鍵要能從圖象中找到有用的信息．