Question

小孫同學在做“測定小燈泡功率”的實驗中，所用的電源電壓保持不變，另外有兩個規格分別為“10Ω  1A”和“20Ω  2A”的滑動變阻器可供選用，已知小燈泡的額定電壓為3.8伏，小燈泡的額定功率不會超過1.5瓦．實驗前該同學發現電壓表0～15伏量程檔壞了，而0～3伏量程檔完好，實驗所用其他器材也都完好．該同學經過思考后，將電壓表接在了某一位置，請在圖 （a）中用筆替代導線將電壓表接入電路中．閉合電鍵，移動滑動變阻器滑片，當滑片移到某一位置時，小燈泡正常發光，此時電壓表和電流表的示數如圖 （b）所示．小孫同學實驗中所用的電源電壓為______伏，選用的滑動變阻器規格是______，小燈泡正常發光時通過燈絲的電流為______ 安，最后可以求出小燈泡的額定功率為______ 瓦．

Answer 1

【答案】分析：（1）燈泡正常發光時的電壓為3.8V，且電壓表只能用0～3V的量程，所以電壓表應并聯在滑動變阻器的兩端，據此連接電路圖；
（2）根據電壓表的量程和分度值讀出電壓表的示數，利用串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（3）根據P=UI求出燈泡正常發光時的電流即為電路中的電流，據此判斷電流表的量程，根據量程和分度值讀出電流表的示數，再利用P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻，然后判斷滑動變阻器的規格．
解答：解：
（1）燈泡正常發光時的電壓為3.8V，且電壓表只能用0～3V的量程，所以電壓表應并聯在滑動變阻器的兩端，電路圖如下圖所示：

（2）電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表的示數為2.2V，
∵串聯電路中的總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓U=U_L+U_滑=3.8V+2.2V=6V；
（3）燈泡正常發光時，
根據P=UI可知，電路中的電流約為I==≈0.4A，
∴電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數I′=0.14A，
燈泡的額定功率P_L額=U_LI′=3.8V×0.14A=0.532W；
（4）燈泡正常發光時，滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_滑==≈15.7Ω＞10Ω，
∴滑動變阻器選擇“20Ω  2A”．
故答案為：如上圖所示；6；“20Ω  2A”；0.14；0.532．
點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用以及滑動變阻器規格的選擇、電表量程的選擇和讀數等，涉及的知識點較多，綜合性強，根據題意得出電壓表所測的電路元件是關鍵．