Question

小華同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有學生電源（電壓為2伏的整數倍），待測小燈（標有“2.5V”字樣、額定功率在0.5瓦～0.8瓦之間）、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵以及導線若干；他正確串聯實驗器材，然后，將電壓表并聯在電路中．閉合電鍵后，繼續移動變阻器的滑片，觀察到隨著小燈泡亮度逐漸而增加，電壓表的示數逐漸變小．他經過思考后，繼續移動變阻器的滑片使小燈泡正常發光，并記下了此時電壓表和電流表的示數．
①請畫出小華同學連接的實驗電路圖．
②如果將小華所記錄的電壓表和電流表的示數相乘，得到的電功率為1.65瓦．請根據相關信息計算出小燈泡的額定功率．（需寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）測定燈泡的功率時，燈泡的亮度增大，電路中電流增大造成的，滑動變阻器和燈泡是串聯的，要使電路電流增大，總電阻要減小，滑動變阻器電阻減小，串聯電路的電阻起分擔電壓的作用，電阻越小分擔的電壓越小，所以滑動變阻器兩端的電壓減小，電源電壓一定，燈泡兩端的電壓增大．
（2）移動滑動變阻器到一個位置，燈泡正常發光，電壓表和電流表的示數相乘為1.65W，設滑動變阻器的電壓為U_R，P=U_RI=1.65，求出電流為

1.65W

UR

即燈泡正常工作電流，燈泡的額定電壓為2.5V，根據P=UI計算燈泡的額定功率，額定功率在0.5W～0.8W之間，解不等式求得電源電壓，再求出燈泡的額定功率．

解答：解：①測定燈泡的功率的實驗滑動變阻器和燈泡是串聯的，燈泡亮度增大，是因為滑動變阻器的電阻減小造成的，串聯電路中，電阻起分擔電壓的作用，電阻越小，分擔的電壓越小，電壓表的示數減小，說明電壓表并聯在滑動變阻器的兩端．如圖．

②由題意P=U_RI=1.65W，所以I=

1.65W

UR

，
此時燈泡正常工作，所以燈泡的額定功率為：
P_L=U_LI=2.5V×

1.65W

UR

=

2.5V×1.65W

U總- 2.5V

，
所以，0.5W≤

2.5V×1.65W

U總- 2.5V

≤0.8W
解不等式得：7.66V≤U_總≤10.75V
又因為電源電壓為2的整倍數，所以U取8V或10V，
當U_總=10V時，
P_L=

2.5V×1.65W

U總- 2.5V

=0.55W，
當U_總=8V時，
P_L=

2.5V×1.65W

U總- 2.5V

=0.75W．
答：燈泡的額定功率為0.55W或0.75W．

點評：在用伏安法測定電阻和功率時，在電壓表的一個量程損壞時，一般把電壓表并聯在滑動變阻器兩端，間接測量燈泡的電壓，這是比較常用的一種方法．
本題通過滑動變阻器的電壓和電流的乘積為1.65W，求得燈泡的額定電流，列出燈泡額定功率的式子，解不等式，是比較少見的題型．