小明同学利用电流表和电阻箱测量小灯泡的功率,设计并接了如图甲所示的实物电路。
(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的 (“A”或“B”)端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,I1= A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1= Ω,测量小灯泡电阻的方法是 (选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1= W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,以下关于灯泡额定功率P0与实际功率P1的数值关系,你认为最有可能的是 。
A.P0=2P1 B.P0=3P1 C.P0=4P1 D.P0=5P1
(1)B;(2)0.2;(3)5;等效替代法;(4)0.2;(5)D。
【解析】(1)为了保护电路,闭合开关S1前,应将滑片P移到动变阻器的阻值最大处的B端。
(2)闭合开关S1,将单刀双掷开关S2扳向“1”,调节滑动变阻器调节电阻箱的阻值使电流表的示数为I1,如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,I1=0.2A;
(3)将开关S2扳向“2”,保待滑动变阻器的阻值不变,调节滑动变阻箱的阻值R,使电流表的示数仍为I1,此时R=5Ω;则步骤(2)中小灯泡的电阻R1=5Ω,测量小灯泡电阻的方法是等效替代法;
(4)步骤(2)小灯泡的实际功率P1=I12RL=(0.2A)2×5Ω=0.2W;
(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,
则P额=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1。
由于灯泡的阻值不是定值,且灯泡的阻值会随温度的升高而变大,
所以,当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,
则额定功率P0>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值为P0=5P1。
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