Question

某同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，所用滑動(dòng)變阻器上標(biāo)有“20Ω 2A”字樣，待測(cè)小燈的額定電壓為“2.2V”、“3.8V”和“6.3V”中的一個(gè)．該同學(xué)正確連接電路，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈發(fā)光較暗，電流表、電壓表示數(shù)如（a）、（b）所示．接著他進(jìn)行了某些操作后，再次閉合電鍵移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑片恰好在中點(diǎn)位置（即滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為10歐）時(shí)，小燈正常發(fā)光．
（1）在圖（c）中標(biāo)出待測(cè)小燈正常發(fā)光時(shí)的電壓表示數(shù)及其所使用的接線柱．
（2）求出待測(cè)小燈的額定功率．

Answer 1

解：
（1）由圖知，電流表選擇的是0～0.6A量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.02A，此時(shí)的示數(shù)為0.18A；電壓表選擇的是0～3V量程，對(duì)應(yīng)的分度值為0.1V，此時(shí)的示數(shù)為2.4V，已知小燈發(fā)光較暗，所以額定電壓不能是2.2V；
剛閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U_滑=IR_滑=0.18A×20Ω=3.6V，
則電源電壓U=U_燈+U_滑=2.4V+3.6V=6V，雖然“進(jìn)行了某些操作”，但沒有改變電源電壓，所以燈泡額定電壓不能為6.3V，只能是3.8V．
所以電壓表選擇0～3.8V量程，選擇“15”和“-”接線柱；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓為U'_滑=U-U_額=6V-3.8V=2.2V，
燈泡的額定電流為I_額=I'_滑===0.22A，
燈泡的額定功率為P_額=U_額I_額=3.8V×0.22A=0.836W．
答：（1）待測(cè)小燈正常發(fā)光時(shí)的電壓表示數(shù)及其所使用的接線柱如下：
；
（2）燈泡額定功率為0.836W．
分析：（1）首先明確（a）（b）兩個(gè)電表選擇的量程及對(duì)應(yīng)的分度值，讀出此時(shí)燈泡兩端電壓和通過(guò)的電流；閉合開關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片位于最大阻值處，根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，滑動(dòng)變阻器兩端電壓可以得出；已知燈泡兩端電壓和滑動(dòng)變阻器兩端電壓，可以得到電源電壓，比較得到燈泡的額定電壓；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，兩端電壓等于額定電壓；已知燈泡額定電壓和電源電壓，可以得到滑動(dòng)變阻器兩端電壓，已知滑動(dòng)變阻器接入電路電阻和兩端電壓，可以得到電路電流；已知燈泡額定電壓和此時(shí)的電流，利用公式P=UI得到額定功率．
點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)題涉及滑動(dòng)變阻器的使用、燈泡額定電壓的確定、電功率的計(jì)算和歐姆定律的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)等，綜合性較強(qiáng)．仔細(xì)審題，明白“正確連接電路，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈發(fā)光較暗，”和“滑片恰好在中點(diǎn)位置”表達(dá)的含義，是正確解答此題的關(guān)鍵．