Question

小孫同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，所用的電源電壓保持不變，另外有兩個(gè)規(guī)格分別為“10Ω  1A”和“20Ω  2A”的滑動(dòng)變阻器可供選用，已知小燈泡的額定電壓為3.8伏，小燈泡的額定功率不會(huì)超過1.5瓦．實(shí)驗(yàn)前該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表0～15伏量程檔壞了，而0～3伏量程檔完好，實(shí)驗(yàn)所用其他器材也都完好．該同學(xué)經(jīng)過思考后，將電壓表接在了某一位置，請(qǐng)?jiān)趫D （a）中用筆替代導(dǎo)線將電壓表接入電路中．閉合電鍵，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)滑片移到某一位置時(shí)，小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)如圖 （b）所示．小孫同學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用的電源電壓為

6

伏，選用的滑動(dòng)變阻器規(guī)格是

“20Ω2A”

，小燈泡正常發(fā)光時(shí)通過燈絲的電流為

0.14

 安，最后可以求出小燈泡的額定功率為

0.532

 瓦．

Answer 1

分析：（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3.8V，且電壓表只能用0～3V的量程，所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，據(jù)此連接電路圖；
（2）根據(jù)電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數(shù)，利用串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（3）根據(jù)P=UI求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流即為電路中的電流，據(jù)此判斷電流表的量程，根據(jù)量程和分度值讀出電流表的示數(shù)，再利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，然后判斷滑動(dòng)變阻器的規(guī)格．

解答：解：
（1）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3.8V，且電壓表只能用0～3V的量程，所以電壓表應(yīng)并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端，電路圖如下圖所示：

（2）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表的示數(shù)為2.2V，
∵串聯(lián)電路中的總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓U=U_L+U_滑=3.8V+2.2V=6V；
（3）燈泡正常發(fā)光時(shí)，
根據(jù)P=UI可知，電路中的電流約為I=

PL

UL

=

1.5W

3.8V

≈0.4A，
∴電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數(shù)I′=0.14A，
燈泡的額定功率P_L額=U_LI′=3.8V×0.14A=0.532W；
（4）燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=

U滑

I′

=

2.2V

0.14A

≈15.7Ω＞10Ω，
∴滑動(dòng)變阻器選擇“20Ω  2A”．
故答案為：如上圖所示；6；“20Ω  2A”；0.14；0.532．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用以及滑動(dòng)變阻器規(guī)格的選擇、電表量程的選擇和讀數(shù)等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，根據(jù)題意得出電壓表所測(cè)的電路元件是關(guān)鍵．