Question

小明同学做“测定小灯泡的功率”实验，电源电压是1.5伏的整数倍（即电源由几节干电池串联组成），滑动变阻器标有“50Ω 2A”字样，小灯标有“0.3A”字样，且额定电压为“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一个，额定功率在1.0瓦～1.9瓦之间．他正确连接电路，闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，当观察到电流表的示数为______安时，小灯正常发光，发现滑片在中点附近某位置．
①画出实验电路图：______．
②请根据相关信息计算出小灯的额定功率．______（需写出计算过程）

Answer 1

【答案】分析：（1）由灯泡标有“0.3A”字样，可判断灯泡正常工作的电流为0.3A．
（2）根据伏安法测功率的原理和各元件的作用分析设计．
（3）首先由灯泡的功率大体值判断出电源电压；根据电源电压确定灯泡的额定电压，即可利用P=UI，求灯泡的额定功率．
解答：解：因为灯泡上标有“0.3A”字样，即可判断：小灯正常发光时的电流为0.3A，所以闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，观察到电流表的示数应为0.3A时，小灯正常发光，
（1）“测定小灯泡的功率”实验中，需要用电压表测量灯泡两端的电压，即电压表与灯泡并联；电流表测量通过灯泡的电流，即电流表要与灯泡串联，同时为保护电路和改变电路中的电流，需串联一个滑动变阻器；故实验电路如图：

（2）由题意可知：额定电压为“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一个；且电源电压是1.5伏的整数倍，
而滑动变阻器因滑片在中点附近某位置上，所以两端的电压约为：U′=R′×0.3A=×50Ω×0.3A=7.5V；
①若小灯的额定电压为3.8V，则电源电压U为：3.8V+7.5V=11.3V，即为12V；
∴滑动变阻器连入电路的阻值为：R₁==27.3Ω；
②若小灯的额定电压为4.5V，则电源电压U为：4.5V+7.5V=12V，即为12V，
滑动变阻器连入电路的阻值为：R₁==25Ω；
③若小灯的额定电压为6.3伏，则电源电压U为：7.5V+6.3V=13.8V，因13.8V略大于13.5V，所以应为13.5V或15V；
滑动变阻器连入电路的阻值为：R₁==24Ω；或：R₁==29Ω；
由上分析，结合额定电压为“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一个，
所以滑动变阻器滑片最靠近中点位置的是：小灯泡的额定电压为4.5V或6.3V时，
∴当小灯泡的额定电压为4.5V时，额定功率P_额=U_额I_额=4.5V×0.3A=1.35W；
或：当小灯泡的额定电压为6.3V时，额定功率P_额=U_额I_额=6.3V×0.3A=1.89W；
且灯泡的额定功率在1.0瓦～1.9瓦之间．
故答案为：0.3；（1）图略；（2）当小灯泡的额定电压为4.5V时，额定功率P_额=U_额I_额=4.5V×0.3A=1.35W；
或：当小灯泡的额定电压为6.3V时，额定功率P_额=U_额I_额=6.3V×0.3A=1.89W．
点评：本题的已知条件都不是很直白，而是根据给定的条件分析得出．关键是根据滑动变阻器滑片在中点附近某位置上分析判断出灯泡的额定电压，注意已知条件很隐蔽，注意挖掘．