347.小明设计了如图所示的电路,只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω,电源电压恒定,其测量过程如下:
①闭合开关S、S2,断开S1,将滑动变阻器的滑片移到最上端,电压表示数为4.5V。
②____(填三个开关闭合与断开情况),移动滑
动变阻器的滑片,使电压表示数为____V,这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2,断开S1保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V。
④小灯泡的额定功率P额=____W。
解析:1当闭合开关S、S2,断开S1,
且将滑动变阻器的滑片移到最上端时:
1.1分析电路图可知:
①灯泡L短路,
②R接入电路中的阻值最大,
③V既测R=15Ω时两端电压,
又测量电源电压U;
1.2由题意可知:U=4.5V;
2欲使小灯泡正常发光,就不能使L短路,
所以需断开S2,闭合S与S1;
2.1当断开S2,闭合S与S1,
且将R滑片移到某一位置时,
分析电路图可知:
①灯泡L和R(红色部分)串联,
②V测量R(红色部分)两端电压U1;
2.2由题意知:
①UL额=2.5V,
②L正常发光,
所以UL=UL额=2.5V,
所以U1=U-UL=4.5V-2.5V=2V,
即电压表示数为2V时,小灯泡正常发光;
3闭合开关S、S2,断开S1保持滑动变阻器滑片的位置不变,电压表示数为3V,即U1=3V时:
①因为U1=4.5V时,R=15Ω,
所以当U1=3V时,
R=U1/U × 15Ω
=10Ω;
②当R滑片保持不变,再闭合S与S2时,
由上可知UL=UL额=2.5V,
所以U1=U-UL=4.5V-2.5V=2V,
所以I=U1/R=2V/10Ω=0.2A,
所以PL=UL×I=2.5×0.2=0.5W。
综上:答案依次为:闭合S、S1,断开S2;
2V;0.5W。
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