Question

（2013?长宁区三模）小美做“测定小灯泡的电功率“实验，小灯泡的额定电压为3.8伏，电源电压为1.5伏的整数倍且不变．她正确连接电路，将滑片移到滑动变阻器的另一端，闭合电键发现电压表、电流表的示数分别为3伏和0.2安，小灯泡的亮度偏暗．然后她向变阻器的另一端移动滑片，发现小灯泡继续变暗；当滑片到达另一端时，电压表、电流表的示数如图（a）、（b）所示．

①小美在器材选择以及操作过程中存在的问题是

器材选择存在的问题：选择电源电压太小；操作存在的问题：闭合开关前滑片没有置于最大阻值处

，她所使用的变阻器的最大阻值为

20

欧．
②小美改正了上述问题，重新设计电路进行实验，并能通过观察电压表的示数准确判断出小灯泡是否正常发光．当她移动变阻器的滑片到中点位置（即变阻器接入电路的电阻为最大值的一半）时，发现小灯泡恰好正常发光，此时电压表指针恰好位于刻度线上，则电源电压为

6

伏，小灯泡的额定功率为

0.836

瓦．

Answer 1

分析：①电源电压应大于灯泡额定电压，闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于阻值最大处；
将滑片移到滑动变阻器的另一端，闭合电键，小灯泡的亮度偏暗，然后她向变阻器的另一端移动滑片，
发现小灯泡继续变暗，小灯泡继续变暗说明电路电流继续减小，滑动变阻器接入电路的阻值逐渐变大，
说明闭合开关时，滑动变阻器接入电路的阻值为零，闭合开关时电压表示数等于电源电压，
根据电压表与电流表示数，由欧姆定律可以求出灯泡阻值；
由图示电表确定其量程与分度值，读出其示数，由串联电路特点与欧姆定律可以求出滑动变阻器阻值．
②灯泡额定电压电压是3.8V，如果电压表与灯泡并联，如果用小量程，灯泡正常发光时超过其量程，
则电压表应该用大量程，大量程的分度值是0.5V，灯泡额定电压是3.8V，灯泡正常发光时，
电压表指针不可能指在刻度线上，因此电压表应该与滑动变阻器并联，且电压表选用小量程；
由题意知，电流为0.2A时灯泡发光较暗，因此灯泡正常发光时的电流应大于0.2A，
根据串联电路特点及欧姆定律求出电源电压、灯泡正常发光时的电流，然后由P=UI求出灯泡额定功率．

解答：解：①由题意可知，电源电压为3V，灯泡额定电压是3.8V，所选电源电压太小；
由题意可知，闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为零，这是错误的，闭合开关前滑动变阻器滑片应置于最大阻值处；
电源电压是3V，电压表量程应该为0～3V，由图示电压表可知，其分度值是0.1V，示数为1V，
由图示电流表可知其示数为0.1A，由串联电路特点可知，滑动变阻器电压为3V-1V=2V，
∵I=

U

R

，∴滑动变阻器最大阻R_滑最大=

U滑

I

=

2V

0.1A

=20Ω．
②由题意可知，电压表与滑动变阻器并联，滑动变阻器滑片在中点，
则滑动变阻器接入电路的阻值为R=

R滑最大

2

=

20Ω

2

=10Ω，电源电压是1.5V的整数倍，
a、如果电源电压为4.5V，则灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压为4.5V-3.8V=0.9V，
电路电流I=

0.9V

10Ω

=0.09A＜0.2A，灯泡不能正常发光；
b、如果电源电压为6V，灯泡正常发光时滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V，
电路电流I=

2.2V

10Ω

=0.22A，灯泡能正常发光，灯泡额定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W；
c、如果电源电压为7.5V，灯泡正常发光时滑动变阻器电压为7.5V-3.8V=3.7V，此时电路电流I=

3.7V

10Ω

=0.37A，
∵I=

U

R

，∴此时灯泡电阻R=

3.8V

0.37A

≈10.27Ω＜15Ω，灯泡电阻随温度升高而增大，灯泡电阻不能小于15Ω，故电源电压不能为7.5V．
故电源电压可能为：6V，灯泡额定功率可能为0.836W．
故答案为：①器材选择存在的问题：选择电源电压太小；操作存在的问题：闭合开关前滑片没有置于最大阻值处；20；②6V；0.836．

点评：本题考查了实验操作分析、求滑动变阻器阻值、求电源电压与灯泡额定功率等问题，由于不知道电源电压，本题难度较大，要根据题意进行推理，然后答题，解题时注意讨论．