Question

小王做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓保持不變）、待測(cè)小燈、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵及導(dǎo)線若干，其中待測(cè)小燈上只有所標(biāo)“0.22A”（指小燈正常工作電流）字樣清晰可見．他正確連接電路、實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵，移動(dòng)變阻器的滑片至小燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器連入電路恰為最大阻值的一半，但此時(shí)無法從電壓表V上精確讀出額定電壓．在上述實(shí)驗(yàn)過程中，電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安．經(jīng)思考后，他在電路中再連接一個(gè)電壓表V′并按規(guī)范重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電壓表V的示數(shù)從2.0伏逐漸變大、電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小．
①請(qǐng)寫出小王將電壓表V′接在電路中的位置．________．
②請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算出小燈的額定功率．________（需寫出計(jì)算過程）．

Answer 1

電壓表V′并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端    0.836W
分析：（1）根據(jù)燈泡和滑動(dòng)變阻器的連接特點(diǎn)，利用歐姆定律分析出各自的電壓變化趨勢(shì)即可知道電壓表V′接在電路中的位置；
（2）根據(jù)現(xiàn)象：電壓表V的示數(shù)從2.0伏逐漸變大、電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小，結(jié)合串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓為6V，由此即可利用歐姆定律和電源電壓不變的特點(diǎn)列出等式求出燈泡的額定電壓值，最后利用P=UI求功率．
當(dāng)滑片P正好在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)上時(shí)，求出此時(shí)滑動(dòng)變阻器的阻值；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)，求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律，求出此時(shí)電路中的電流，根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率．
解答：（1）在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著滑片P的移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小，電路中的電流變大，因燈泡的阻值基本不變，根據(jù)U=IR可知：燈泡兩端的電壓會(huì)變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：滑動(dòng)變阻器兩端的電壓會(huì)減小，所以電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小，表明電壓表V′并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端．
（2）正確連接電路、實(shí)驗(yàn)步驟正確，剛閉合電鍵時(shí)，電壓表的示數(shù)分別是2V和4V，則電源電壓為U=2V+4V=6V；
根據(jù)在實(shí)驗(yàn)過程中電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安可知：此時(shí)電路中電流為0.2A，
所以變阻器最大的阻值為R==20Ω，
根據(jù)在實(shí)驗(yàn)過程中電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安可知：小燈正常發(fā)光時(shí)的電流為0.22A，
當(dāng)滑片至小燈正常發(fā)光時(shí)，因變阻器連入電路恰為最大阻值的一半，所以R′=R=×20Ω=10Ω；
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為U′=IR′=0.22A×10Ω=2.2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得：燈泡的額定電壓U_額=U-U′=6V=2.2V=3.8V．
則P_額=U_額I=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：電壓表V′并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；0.836W．
點(diǎn)評(píng)：本題考查燈泡功率的測(cè)量，一定掌握串聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)，會(huì)靈活應(yīng)用歐姆定律和功率公式．關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理和電路連接．