Question

（2010?興業(yè)縣模擬）小張和小明兩同學(xué)分別做“測(cè)定小燈泡的功率”的實(shí)驗(yàn)，除了小燈泡外他們所使用的器材規(guī)格均相同，小燈泡的額定電壓可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”．

（1）圖a是小張同學(xué)沒(méi)有連接完的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，將實(shí)物電路連接完整（要求滑片向右滑時(shí)燈泡變暗）．
（2）小張正確連接好電路后，如下表所示，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)記錄了第一組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)記錄了第二組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈泡閃亮一下后熄滅，小張仍觀察并記錄了第三組數(shù)據(jù)，則他所用的燈泡的額定功率為

0.44

W，他們所用的電源的電壓為

3

V．

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	電壓表示數(shù)	電流表示數(shù)	小燈泡亮暗程度
1	1.3	0.17	暗
2	2.0	0.22	正常發(fā)光
3	3.0	0	不發(fā)光

（3）小明正確連接好電路后，當(dāng)他所選用的小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖b所示，此時(shí)滑片恰好在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)上，若小明與小張的小燈泡額定功率相差不大，則小明同學(xué)所選用的小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為

0.3

A，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻值為

5

Ω．

Answer 1

分析：（1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意正負(fù)接線(xiàn)柱．
滑動(dòng)變阻器滑片右移，燈泡變暗，電路電流變小，電路電阻變大，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變大，可以確定滑動(dòng)變阻器接入的下面接線(xiàn)柱，上面接線(xiàn)柱任意選擇，把滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中．
（2）小張連接好電路，閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器滑片在最大阻值處，得到第一組數(shù)據(jù)，求出滑動(dòng)變阻器電壓（通過(guò)第三組數(shù)據(jù)得到電源電壓）和滑動(dòng)變阻器最大電阻．
減小滑動(dòng)變阻器電阻，得到第二組數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡額定功率．
繼續(xù)移動(dòng)滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過(guò)燈泡的額定電壓時(shí)，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無(wú)示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)電源電壓．
（3）小明和小張使用的器材除燈泡外其它都相同，利用小張的第一次實(shí)驗(yàn)求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值，求得滑片中點(diǎn)時(shí)接入電路的電阻和電壓，求得滑動(dòng)變阻器電流即燈泡電流．

解答：解：（1）燈泡的額定電壓可能是1.5V、2.0V、2.8V，都小于3V，電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流從正接線(xiàn)柱流入，從負(fù)接線(xiàn)柱流出．
滑動(dòng)變阻器滑片右移，燈泡變暗，電路電流變小，電路總電阻變大，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻變大，滑動(dòng)變阻器接左下端接線(xiàn)柱，任意選擇上面一個(gè)接線(xiàn)柱串聯(lián)在電路中．如圖．

（2）閉合開(kāi)關(guān)后，滑片處于最大阻值處，向左移動(dòng)滑片，電路電阻減小，電流增大，燈泡兩端電壓增大，當(dāng)燈泡兩端電壓超過(guò)燈泡的額定電壓時(shí)，燈泡被燒壞．
電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，電源電壓為3V．
連接好電路，滑片處于最大阻值處，閉合開(kāi)關(guān)得到第一組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器電壓為：U₁=U_總-U_L=3V-1.3V=1.7V，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為：R=

U1

I1

=

1.7V

0.17A

=10Ω，
燈泡正常工作時(shí)，電壓為2.0V，電流為0.22A，
所以，燈泡額定功率為：P=UI=2.0V×0.22A=0.44W．
（3）小明實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，小明與小張使用的滑動(dòng)變阻器相同，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：R′=

1

2

R=

1

2

×10Ω=5Ω，
電壓表選擇0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，電壓為1.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以燈泡電流為：I_L=I′=

U′

R′

=

1.5V

5Ω

=0.3A．
故答案為：（1）如圖；（2）0.44； 3；（3）0.3； 5．

點(diǎn)評(píng)：本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，需認(rèn)真挖掘．
通過(guò)燈泡兩端電壓超過(guò)燈泡額定電壓時(shí)，燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中測(cè)量電源電壓，獲得電源電壓值．
通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動(dòng)變阻器最大電阻．
通過(guò)小張和小明使用的器材相同，求得小明實(shí)驗(yàn)時(shí)滑動(dòng)變阻器的電流即燈泡正常工作時(shí)的電流．