Question

10．小紅在測量小燈泡的額定功率的實驗時，由于沒有找到自己需要的電壓表，于是她選擇了以下器材：電流表、電源（電壓恒為6V）、開關兩個，滑動變阻器（50Ω，1A）一個，導線若干，在沒有電壓表的情況下也完成了實驗，已知小燈泡的額定電流為0.3A，燈絲阻值在10Ω～15Ω之間；小紅設計了圖乙電路圖并進行了如下操作． 

（1）按照圖乙電路圖，補充完整圖甲實物電路；
（2）只閉合開關S₁，移動滑片P，使電流表的示數為0.3A；
（3）再閉合開關S₂，滑片P位置不動（填“動”或“不動”），此時電流表示數如圖丙所示，則此時電流I為0.5A；
（4）小燈泡的額定功率：P_額=0.72W．

Answer 1

分析 （1）變阻器滑左側下接線柱連入電路．
（2）、（3）、（4）只閉合開關S₁，移動滑片P，便電流表的示數為為0.3A，此時燈正常工作；
保持滑片的位置不動，再閉合開關S₂，此時燈被短路，電路中電流可讀出，根據歐姆定律，可求電路中的電阻大小即為變阻器連入電路中的值，在（2）中，由歐姆定律可求出燈正常工作時的電壓，根據P_額=U_額I求燈的額定電功率

解答 解：
（1）變阻器左側下接線柱連入電路，如圖所示：

（2）只閉合開關S，移動滑片P，便電流表的示數為I=0.3A；
（3）再閉合開關S₂，滑片P位置不動，此時燈被短路，由圖丙知，此時電路中的電流為I′=0.5A，電路中的電阻即變阻器連入的阻值大小R_滑=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.5A}$=12Ω；
在（2）中，變阻器兩端的電壓U′=IR′=0.3A×12Ω=3.6V，所以燈正常工作時的電壓U_額=6V-3.6V=2.4V，故燈的額定電功率P_額=U_額I=2.4V×0.3A=0.72W．
故答案為：（1）如上圖所示；（2）0.3；（3）不動；0.5；（4）0.72

點評 本題主要考查在沒有電壓表的情況下測量小燈泡的額定功率，利用開關短路引起電路的變化，根據測出的不同電流求出燈正常工作時的電壓，最后求出燈的額定功率．