Question

小明同學在“測定小燈泡的功率”實驗中，所用電源電壓為4.5V、7.5V和9V中的一個，滑動變阻器上標有”20Ω  2A”字樣，小燈泡標有“4.5V”字樣，估計小燈泡的額定功率約為1.5W左右，由此可估計小燈泡正常工作時的電流約為

0.33

A．他按圖連接好電路，先將變阻器的滑片移至

A

端（選填“A”或“B”），然后閉合電鍵S，再移動變阻器的滑片P，觀察到小燈泡發(fā)光逐漸變

亮

（選填“亮”或“暗”）．當小燈泡正常發(fā)光時，變阻器的滑片P恰好在中點上（即連入電路的電阻為10Ω），此時變阻器兩端的電壓約為

3.3

 V．由此可推知小華所用的電源電壓為

7.5

V，小燈泡的額定功率為

1.35

W．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)燈泡的額定電壓、估計的燈泡額定功率值．由功率的變形公式I=

P

U

求出燈泡正常發(fā)光時的電流值；
（2）為保護電路．閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為滑動變阻器的最阻值，根據(jù)電路圖判斷滑片的位置；
（3）閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值為滑動變阻器的最大阻值，閉合開關，移動滑動變阻器滑片，滑動變阻器接入電路的阻值變小，電路電流變大，燈泡變亮；
（4）根據(jù)燈泡正常發(fā)光時電路電流的大約知，根據(jù)滑動變阻器接入電路的阻值，由U=IR可求出滑動變阻器兩端的電壓約為多大；
（5）根據(jù)燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器電壓大約值、燈泡的電壓，由串聯(lián)電路的特點求出，電源電壓大約為多少，然后根據(jù)題目所給的電源，確定電源電壓值；
（6）由串聯(lián)電路的特點求出燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端的電壓，然后由歐姆定律求出電路電流，最后由公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）小燈泡正常工作時的電流約為I=

P

U

=

1.5W

4.5V

≈0.33A；
（2）閉合開關前應先將變阻器的滑片移至A端；
（3）閉合電鍵S，移動變阻器的滑片P，觀察到小燈泡發(fā)光逐漸變亮；
（4）小燈泡正常發(fā)光時，電路電流約為I=0.33A，由題意知，此時滑動變阻器接入電路的阻值R_滑=10Ω，
則滑動變阻器兩端電壓約為U_滑=IR_滑=0.33A×10Ω=3.3V；
（5）電源電壓約為U=U_L+U_滑=4.5V+3.3V=7.8V，由題意知，電源電壓應為7.5V；
（6）電源電壓U=7.5V，燈泡正常發(fā)光時燈泡電壓U_L=4.5V，
燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器兩端電壓U_滑=U-U_L=7.5V-4.5V=3V，
電路電流I=

U滑

R滑

=

3V

10Ω

=0.3A，則燈泡的額定功率P=U_LI=4.5V×0.3A=1.35W；
故答案為：0.33；A；亮；3.3；7.5；1.35．

點評：根據(jù)估算的燈泡正常發(fā)光時的電路電流，由歐姆定律及串聯(lián)電路的特點，通過結(jié)算求出電源的電壓，然后再根據(jù)電源電壓、燈泡正常發(fā)光時的電壓等于其額定電壓由串聯(lián)電路的特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)滑動變阻器接入電路的阻值求出電路電流，然后由功率公式求出燈泡的額定功率，本題的解題思路較復雜，對學生來說難度較大，是一道難題．