Question

【题目】小姜同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有学生电源（电压为2伏的整数倍且保持不变）、待测小灯（标有“2.5V”、“3.8V”字样）、电压表、电流表、滑动变阻器（标有“5Ω 3A”、“20Ω 2A”字样）、电键以及导线若干。他正确串联实验器材，并将电压表并联在电路中。闭合电键，当滑片移到某位置时，小灯泡恰好正常发光，此时他将观察到的电流表和电压表的示数（如图所示）分别记录在实验单上。

①能否据此判定该实验中电压表并联在哪部分电路两端？并请说明理由。________

②小葛同学看了小姜同学记录的信息，做出了电压表读数的如下分析判断：

因为小灯正常发光，由图（a）可知：Ie＝0.3安，此时，变阻器接入电路的阻值一定大于其最大阻值，所以，Ue＞Ie R最大＝0.3安×20欧＝6伏。因此，电压表读数为11伏。

你认为小葛的分析判断是否正确？为什么？________________

③由此可以分析得出：小姜在实验中选用的小灯是标有________字样的，小灯的额定功率为_______瓦。

Answer 1

【答案】见解析所示 见解析所示 3.8V 1.14瓦

【解析】

（1）由题意，当滑片移到某位置时，电流表、电压表的示数分别如图所示时，小灯泡恰好正常发光。由指针的位置知道，若使用大量程0-15V，分度值为0.5V，示数为11V；若使用小量程0-3V，分度值为0.1V，示数为2.2V，由于电流表使用小量程，分度值为0.02A，所以，电流大小为0.3A；

根据题意知道，“他正确串联实验器材”所以，可判断出灯与变阻器应是串联在电路中的；又因灯上标有“2.5V”和“3.8V”字样，且电源电压为2伏的整数倍且保持不变；若电压表示数为11V，由于11V大于3.8V，大于2.5V，所以，电压表不可能直接并联在灯的两端，也不能并联在电源的两端（因为11V不是2V的整数倍）；

若并联在变阻器的两端，根据串联电路电压的特点，此时，电源电压为11V+3.8V=14.8V或11V+2.2V=13.2V均不是2V的整数倍，所以电压表的示数不可能是11V，而只能是2.2V；又因为此时灯泡正常发光，且额定电压是3.8V或2.5V，所以，电压表不能直接并联在灯的两端，更不能并联在电源的两端（2.2V不是2V的整数倍），由此可确定电压表只能并联在变阻器的两端，且示数为2.2V；

（2）小葛的分析判断是错误的，若使用“20Ω 2A”的变阻器，其连入电路的阻值不可能大于20Ω；并且电压表示数若为11V，那么电源电压为11V+2.5V=13.5V或11V+3.8V=14.8V，都不是2V的整数倍；

（3）若使用额定电压为2.5V的灯泡，由串联电路电压的特点知道，电源电压是2.5V+2.2V =4.7V，不是2V的整数倍，故不符合题意；若使用额定电压为3.8V的灯，则电源电压是：3.8V+2.2V=6V，符合电源电压是2V整数倍的条件。所以，灯的额定电压为3.8V，且电源电压为6V；又因为电路的电流大小为0.3A，灯的额定电压为UL =3.8V，正常工作时的电流大小IL =0.3A，所以灯的额定功率是：PL =UL ×IL =3.8V×0.3A=1.14W。