Question

【題目】小寶同學要測量一個小燈泡的電功率，已知電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是2.5V，燈絲電阻大約為10Ω，滑動變阻器的規格有A“10Ω1A”，B“20Ω 1.5A”

（1）為了測小燈泡的額定功率，滑動變阻器應選________（選填“A”或“B”）。請用筆畫線代替導線幫小寶同學將圖甲中的實物圖連接完整，要求：滑片向右移動時燈變亮。

（2）故障排除后，為了測出小燈泡的額定功率，應調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為_____V，此時電流表的示數如圖乙所示，則小燈泡的額定功率為_________W。

（3）為了考察同學們的能力，老師拿來了一個已知額定電流為0.2A，但額定電壓未知的小燈泡，一個已知阻值為R的電阻和兩個開關S1、S2，利用上面的部分器材為同學們設計了如圖丙所示的電路來測量小燈泡的額定功率，請你將下列實驗步驟補充完整；

①_____________（填開關S、S1、S2的通斷情況），調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為__；

②閉合開關S、S2，斷開S1，__________________（選填“適當調節滑動變阻器的滑片”“保持滑動變阻器的滑片不動”），讀出電壓表的示數為U；

③燈泡額定功率的表達式為：P=_______________．

Answer 1

【答案】 B 2.5 、 0.95 閉合開關S、S 0.2R 保持滑動變阻器的滑片不動 0.2A×（U﹣0.2R）

【解析】（1）電源電壓是6V，小燈泡的額定電壓是2.5V＜3V，燈絲電阻大約為10Ω，燈正常工作時的電流大小：I=UL/RL＝2.5V/10Ω=0.25A＜0.6A，電流表選用小量程，燈正常發光時，變阻器分得的電壓U滑 =U-UL =6V-2.5V=3.5V，變阻器連入電路中的電阻：R滑 =U滑/I＝3.5V/0.25A=14Ω，考慮到電阻和變阻器允許通過的最大電流，應選用B規格的變阻器；因要求滑片向右移動時燈變亮，即電流變大，電阻變小，即滑片以右電阻絲連入電路中，電流表、電壓表選用小量程，電流表串聯在電路中，電壓表與燈并聯，如下所示：

（2）燈在額定電壓下的功率為額定功率，調節滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖乙所示，圖中電流表分度值為0.02A，示數為0.38A，則小燈泡的額定功率PL =UL I=2.5V×0.38A=0.95W；泡額定電壓為3.8V，電壓表選0～15V量程，把滑動變阻器串聯接入電路，電壓表并聯在燈泡兩端，實物電路圖如圖所示：

（3）①只閉合開關S、S1 ，調節滑動變阻器的滑片使電壓表的示數為 0.2A×R；

②閉合開關S、S2 ，斷開S1 ，保持滑動變阻器的滑片不動，讀出電壓表的示數為U；

③在上面的操作過程中，電路的連接關系不變，滑片的位置不動，各用電器的電壓不變，燈仍正常發光，故燈的額定電壓為UL額 =U-0.2A×R，燈泡額定功率的表達式為：P=IL額 ×UL額 =0.2A×（U-0.2A×R）。