Question

1．甲、乙兩同學(xué)分別做“測定小燈泡的功率”實驗，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“2.2V””、“2.5V”或“3.8V”，小燈功率相差不大．

物理量 實驗序號	電壓表示數(shù)	電流表示數(shù)	小燈亮暗程度
1	1.3V	0.16A	暗
2	2.5V	0.26A	正常發(fā)光
3	4.5V	0A	不發(fā)光

（1）甲同學(xué)正確連接好電路，閉合電鍵時記錄了第1組數(shù)據(jù)，當(dāng)小燈正常發(fā)光時記錄了第2組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點時，小燈閃亮一下，后熄滅，并記錄了第3組數(shù)據(jù)，如表所示．則他們所用電源的電壓為4.5伏，甲同學(xué)所用小燈的額定功率為0.65瓦．
（2）乙同學(xué)所選用的小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖所示，而滑片恰好在滑動變阻器的中點上，乙同學(xué)所選用小燈正常發(fā)光時的電流為0.23安．

Answer 1

分析 （1）甲同學(xué)實驗時，把滑片移到端點時，燈泡閃亮一下熄滅，可以判斷燈泡電壓超過燈泡的額定電壓而燒壞，電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓；
根據(jù)第2組數(shù)據(jù)知，知道燈泡正常工作時的電壓是額定電壓，燈泡正常工作時的電流為額定電流，根據(jù)P=UI甲同學(xué)所用小燈的額定功率；
（2）甲乙同學(xué)使用的滑動變阻器相同，可以根據(jù)甲同學(xué)的第一組數(shù)據(jù)計算滑動變阻器的最大阻值，由電源電壓和燈泡電壓求得滑動變阻器的電壓，
滑動變阻器和燈泡串聯(lián)，電流相同，最后求得滑動變阻器的最大阻值；
電壓表的正確讀數(shù)：首先根據(jù)燈泡的額定電壓和指針偏轉(zhuǎn)的情況確定使用的量程，然后確定每一個大格和每一個小格代表的示數(shù)；
由電源電壓和乙燈泡的額定電壓，求出滑動變阻器的電壓，又知道電阻，根據(jù)歐姆定律求出電路電流即燈泡的額定電流．

解答 解：（1）甲同學(xué)實驗：滑片移到端點，燈泡一閃熄滅，燈泡電壓超過額定電壓，燒壞燈泡，
電壓表串聯(lián)在電路中，電壓表測量電源電壓，所以，電源電壓為：U_總=4.5V．
根據(jù)實驗2得：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W．
（2）甲同學(xué)正確連接好電路，閉合電鍵時，滑動變阻器的阻值最大，
滑動變阻器電壓為：U_滑=U_總-U_L=4.5V-1.3V=3.2V，
由I=$\frac{U}{R}$得，滑動變阻器的最大阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{1}}$=$\frac{3.2V}{0.16A}$=20Ω．
甲乙同學(xué)使用器材相同（燈泡除外），乙同學(xué)選用的燈泡正常工作時滑動變阻器接入一半，
R_滑′=$\frac{1}{2}$R_滑=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω，
電壓表如果選擇0～15V，示數(shù)為11.5V，超過電源電壓．
所以電壓表選擇0～3V，示數(shù)為2.3V．
由于小燈泡正常發(fā)光，所以其兩端電壓可能為：
U_L′=4.5V-2.3V=2.2V，
因此電壓表測量的是滑動變阻器兩端的電壓，即：U_滑′=2.3V，
所以，燈泡正常工作電流為：I_L′=I_滑′=$\frac{{U}_{滑}^{′}}{{R}_{滑}^{′}}$=$\frac{2.3V}{10Ω}$=0.23A．
故答案為：（1）4.5；0.65；（2）0.23．

點評 本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實驗數(shù)據(jù)中，需認(rèn)真挖掘，如：通過燈泡兩端電壓超過燈泡額定電壓時，燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓，獲得電壓表示數(shù)；
通過閉合開關(guān)時，滑動變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動變阻器最大電阻；通過甲乙使用的器材相同，求得乙同學(xué)實驗時，滑動變阻器的電流，即燈泡正常工作時的電流．