Question

小華在“測定小燈泡的電功率”實驗中，選用的器材有電源（若干節(jié)干電池串聯(lián)組成，即電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍）、待測小燈（標有“2.2V”字樣、額定功率在0.4～0.7瓦之間）、電壓表、電流表、滑動變阻器（有“50Ω 2A”和“20Ω 2A”兩種規(guī)格）、電鍵以及導線若干．他正確連接電路，操作無誤．閉合電鍵后，移動變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)小燈正常發(fā)光時，滑片的位置恰好在中點上（即變阻器連入電路的電阻為最大阻值的一半）．
①簡述該同學是如何判定小燈泡正常發(fā)光的．________
②請根據(jù)相關信息計算出小燈的額定功率為________（有多種可能，且需寫出計算過程）

Answer 1

觀察電壓表，當電壓表示數(shù)為2.2伏時，小燈正常發(fā)光．    0.46W或0.60W或0.51W
分析：（1）根據(jù)電源電壓和燈泡的額定電壓求出燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓，通過觀察電壓表的示數(shù)確定燈泡是否正常發(fā)光．
（2）分別以“50Ω 2A”和“20Ω 2A”兩種規(guī)格的滑動變阻器表示出額定功率的范圍，然后得出電源電壓的范圍，然后根據(jù)電源電壓為1.5V的整數(shù)倍求出各種情況．
解答：①觀察電壓表，當電壓表示數(shù)為2.2伏時，小燈正常發(fā)光．
②P_額=U_額I_額 由題設條件得：0.4W＜P_額＜0.7W
a、若使用“50Ω 2A”的滑動變阻器，則有
0.4W＜2.2V×＜0.7W
化簡得：6.7V＜U＜10.2V，故可能有以下幾種情況：
當電源電壓U為7.5V時，
小燈的額定功率P_額=2.2V×≈0.46W；
當電源電壓U為9.0V時，
小燈的額定功率P_額=2.2V×≈0.60W；
b、若使用“20Ω 2A”的滑動變阻器，則有
0.4W＜2.2V×＜0.7W
化簡得：4.0V＜U＜5.4V
當電源電壓U為4.5V時，
小燈的額定功率P_額=2.2V×≈0.51W．
故答案為：①觀察電壓表，當電壓表示數(shù)為2.2伏時，小燈正常發(fā)光．
②0.46W或0.60W或0.51W．
點評：在用伏安法測定電阻和功率時，在電壓表的一個量程損壞時，一般把電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端，間接測量燈泡的電壓，這是比較常用的一種方法．
本題通過電源電壓、電壓表的示數(shù)和滑動變阻器中點的電阻表示出額定功率，然后根據(jù)額定功率的范圍得出電源電壓的范圍，從而得出各種可能的額定功率．題目新穎，難度較大．