Question

3．在“測(cè)定小燈泡的電功率“實(shí)驗(yàn)中，按實(shí)驗(yàn)要求提供了兩套器材，其中電源電壓都為1.5V的整數(shù)倍，滑動(dòng)變阻器分別標(biāo)有“20Ω  2A”、“10Ω  2A”字樣，小燈分別標(biāo)有“2.5V“、“3.8V”字樣．所有器材均完好，小強(qiáng)和小明各選一套器材迸行實(shí)驗(yàn)，他們正確串聯(lián)電路，把電壓表并聯(lián)在電路中，實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵后，兩電壓表的示數(shù)如圖所示，此時(shí)電流表示數(shù)均為0.2安，他們?cè)谝苿?dòng)滑片P時(shí)，小強(qiáng)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)不變；小明發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)逐漸變小，他們重新正確連接電路，且實(shí)驗(yàn)步驟正確，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的電流表、電壓表的指針與剛閉合電鍵時(shí)相比正好分別偏轉(zhuǎn)了3小格．5小格．

（1）據(jù)題中的信息可判斷：小強(qiáng)所用電源的電源電壓值為6伏；
（2）小明同學(xué)選用的滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω 2A”字樣；
（3）求：小強(qiáng)同學(xué)所測(cè)的小燈的額定功率0.65W．（本小題需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 先根據(jù)兩燈泡的額定電壓和電壓表指針的位置確定電壓表的量程，并讀出示數(shù)；然后根據(jù)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值以及歐姆定律計(jì)算滑動(dòng)變阻器兩端電壓；再根據(jù)小強(qiáng)正確連接電路，并使燈泡正常發(fā)光，結(jié)合電壓表、電流表指針的偏轉(zhuǎn)計(jì)算出電路中的電流以及燈泡兩端電壓的變化量，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律和燈泡的額定電壓確定小強(qiáng)選擇的燈泡，結(jié)合電源電壓為1.5V的整數(shù)倍得出小強(qiáng)選擇的電源電壓，以及小強(qiáng)和小明選擇滑動(dòng)變阻器的型號(hào)；最后根據(jù)P=UI求出小強(qiáng)所測(cè)燈泡的額定功率．

解答 解：（1）因?yàn)閮蔁襞莸念~定電壓分別為2.5V和3.8V，因此根據(jù)圖示電壓表指針的位置可知，電壓表的量程均為0～3V，分度值都為0.1V，示數(shù)分別為1.2V和2V；
閉合電鍵后，電流表示數(shù)均為0.2安，因此此時(shí)電路電流都為0.2A，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值都為最大值；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓分別為：U₁=IR₁=0.2A×20Ω=4V；U₂=0.2A×10Ω=2V；
連接電路正確后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，使小燈正常發(fā)光時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值將減小，而小強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的電流表、電壓表的指針與剛閉合電鍵時(shí)相比正好分別偏轉(zhuǎn)了3小格、5小格，因此此時(shí)電路電流為0.2A+3×0.02A=0.26A；燈泡兩端電壓增加量為△U=5×0.1V=0.5V；由于電壓表示數(shù)剛好等于燈泡的額定電壓，因此然后結(jié)合電壓表示數(shù)可知，小強(qiáng)選擇的燈泡為額定電壓為2.5V的燈泡；再結(jié)合U₁、U₂可知，小強(qiáng)選擇的電源為2V+4V=6V；
（2）根據(jù)上述分析可知，小強(qiáng)選擇的滑動(dòng)變阻器為“20Ω  2A”，小明選擇的滑動(dòng)變阻器為“10Ω  2A”；
（3）根據(jù)上述分析可知，小強(qiáng)同學(xué)所測(cè)的小燈的額定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W．
故答案為：（1）6；（2）10Ω  2A；（3）0.65W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了伏安法測(cè)小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及滑動(dòng)變阻器的使用和選擇、電功率的計(jì)算、串聯(lián)電路電壓的規(guī)律；關(guān)鍵是會(huì)綜合利用滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻和電源的電壓以及小燈泡的額定電壓計(jì)算滑動(dòng)變阻器的選擇和電源的選擇，綜合性較強(qiáng)、難度較大．