Question

11．小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍，且在2～10伏在之间）、待测小灯、电流表、电压表、滑动变阻器、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.3A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见．小红先将待测小灯与其他器材串联，再将电压表并联在电路中，然后选定某一电源电压进行实验．闭合电键后，变阻器滑片在从一端向另一端移动的过程中，电压表的示数从2.0伏逐渐变小，电流表的示数从0.20安逐渐变大，但小灯始终无法正常发光．经过思考后，她重新选定电源电压并连接电路进行实验，当小灯正常发光时，观察到电压表的指针指在两刻度线之间，如图（a）所示．于是，她仅改变电路中电压表连接的位置再次实验，当小灯正常发光时，电压表的示数如图（b）所示．
①根据相关信息，计算说明小灯的额定电压U_额．
②根据相关信息，计算小灯的额定电功率P_额．

Answer 1

分析 根据“当小灯正常发光时，观察到电压表的指针指在两刻度线之间，如图（a）所示．于是，她仅改变电路中电压表连接的位置再次实验，当小灯正常发光时，电压表的示数如图（b）所示”可判断（a）（b）所示选用的电压表的量程，根据串联电路电压的规律，得出电源电压的范围，根据电压为2伏的整数倍，且在2～10伏在之间，求出电源电压；
因灯的额定电压大于4V，根据串联电路电压的规律得出灯的额定电压U_额，
根据P_额=UI求灯的额定功率．

解答 解：①她重新选定电源电压并连接电路进行实验，当小灯正常发光时，观察到电压表的指针指在两刻度线之间，如图（a）所示．于是，她仅改变电路中电压表连接的位置再次实验，当小灯正常发光时，电压表的示数如图（b）所示，说明（a）所示选用是电压表的大量程（分度值为0.5V），示数可能在6V-6.5V；（b）所示选用电压表的小量程（分度值为0.1V），示数为1.7V；
根据串联电路电压的规律，电源电压在6V+1.7V-6.5V+1.7V，因电压为2伏的整数倍，且在2～10伏在之间，故电源电压为8V；
因灯的额定电压大于4V，
②故灯的额定电压只能为U_额=8V-1.7V=6.3V，
灯的额定功率 P_额=UI=6.3V×0.3A=1.89W．
故答案为：①6.3V；②1.89W．

点评 本题测定小灯泡的电功率，考查灵活运用所学知识分析解决问题及推理能力，难度大，根据电压表指针的位置确定选用的量程是关键．