Question

甲、乙同學分別做“測定小燈泡的電功率”實驗，他們使用的器材中，電源電壓相同且不變（為1.5伏的整數倍），滑動變阻器兩個（分別標有“10Ω 2A”和“20Ω 2A”字樣），待測的兩小燈額定電壓分別為2.2伏和6.3伏．甲、乙兩同學各自選取一個變阻器、小燈及其它器材按要求正確連接電路，并進行實驗．甲同學閉合電鍵后，發現移動滑動變阻器的滑片時電壓表、電流表示數均有變化，但是小燈發光始終較暗；乙同學閉合電建后，觀察到電流表示數為0.1安，當滑片移動到中點時（即滑動變阻器接入一半的電阻），小燈正常發光．
①連接電路如圖所示，圖中尚有一根導線未連接，請用筆線代替導線在圖中正確連接．
要求：滑片P向右移動時，小燈泡變亮．（用2B鉛筆在答題紙上相應位置連線）
②實驗中所用的電源電壓為________伏．乙同學所測小燈的額定電功率為________瓦，選用的滑動變阻器最大阻值為________歐．

Answer 1

3    0.352    10
分析：①分析清楚電路結構，明確各電路元件的連接方式，根據串聯電路特點，按題目要求確定滑動變阻器的接法，然后完成電路連接．
②燈泡比較暗，說明兩端電壓比較小，然后根據燈泡的額定電壓確定電源電壓；再根據乙同學測量時，滑片位于中點上可知此時滑動變阻器接入電路的電阻可能為5Ω、10Ω，根據串聯電路電壓特點可知，滑動變阻器兩端電壓，由歐姆定律可求出此時燈泡的額定電流，注意額定電流大于0.1A，由此可以確定滑動變阻器的最大阻值．
解答：①由電路圖可知，滑動變阻器與燈泡連接不完整，要是滑片P向右移動時，小燈泡變亮，則滑動變阻器的滑片右移時，電路的總電阻減小，故將滑動變阻器的右下端與小燈泡左端相連接．如圖所示：

②因為甲同學閉合電鍵后，發現移動滑動變阻器的滑片時電壓表、電流表示數均有變化，但是小燈發光始終較暗，說明燈泡兩端電壓小于燈泡的額定電壓；
因為待測的兩小燈額定電壓分別為2.2伏和6.3伏，則電源電壓可能為3V或7.5V，由于其中一個燈泡始終無法達到額定電壓，所以電源電壓為3V；
乙同學實驗時，燈泡正常發光，則燈泡兩端電壓為2.2V，則滑動變阻器兩端電壓為：3V-2.2V=0.8V；
如果滑動變阻器最大阻值為10Ω時，電路中的電流為I′===0.16A＞0.1A；
如果滑動變阻器最大阻值為20Ω時，電路中的電流為I″===0.08A＜0.1A；
因此滑動變阻器的最大阻值為10Ω．
乙同學所測小燈的額定電功率為：P=UI=2.2V×0.13A=0.352．
故答案為：（2）3V；0.352；10．
點評：本題考查了伏安法測小燈泡電功率的實驗，涉及了實物電路的連接，滑動變阻器的使用和選擇、電功率的計算；關鍵是會綜合利用滑動變阻器接入電路的電阻和電源的電壓以及小燈泡的額定電壓計算滑動變阻器的選擇和電源的選擇，綜合性較強、難度較大．