Question

某同學在做“測定小燈泡的電功率”實驗中，器材齊全、完好，電源由幾節干電池組成（電壓為1.5V的整數倍且保持不變），待測小燈標有“0.2A”字樣，滑動變阻器標有“20Ω　2A”字樣．
（1）他按圖甲連接電路，閉合電鍵S后，觀察到電表的示數分別為1.3伏和0.16安，繼續移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數均不發生變化，則其原因是______，電源的電壓為______V．
（2）經過思考，該同學發現操作中的不當之處，重新正確連接電路進行實驗．他移動變阻器的滑片，當電流表示數為______A時小燈泡正常發光，此時滑片的位置恰好在變阻器中點上，則小燈的額定功率為______W．
（3）該同學在移動變阻器滑片的過程中，若發現電壓表的示數如圖乙所示，則與其正常發光的亮度相比，此時小燈的亮度情況是______．

Answer 1

解：（1）閉合電鍵，電壓表示數U_V=1.3V，電流表示數I=0.16A，移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數均不發生變化，其原因是：連線接在滑動變阻器下面的兩個接線柱上．
此時滑動變阻器接入電路電阻R_滑=20Ω，滑動變阻器電壓U_滑=IR_滑=0.16A×20Ω=3.2V，電源電壓U=U_滑+U_V=3.2V+1.3V=4.5V．
（2）當電流表示數為額定電流I=0.2A時小燈泡正常發光，由題意知此時滑動變阻器接入電路中的阻值R'_滑===10Ω，滑動變阻器電壓U'_滑=IR'_滑=0.2A×10Ω=2V；
此時小燈泡電壓U_燈=U-U'_滑=4.5V-2V=2.5V，燈泡的額定功率P=IU_燈=0.2A×2.5V=0.5W．
（3）由（2）知燈泡的額定電壓U_燈⁼2.5V，由圖知此時電壓表示數為3V，大于額定電壓，由P=知，燈泡實際功率大于額定功率，則相對于燈泡正常發光此時燈泡偏亮．
故答案為：（1）連線接在滑動變阻器下面的兩個接線柱；4.5．（2）0.2；0.5．（3）偏亮．
分析：（1）閉合電鍵兩電表有示數，移動滑動變阻器滑片，電表示數不變，則滑動變阻器阻值全接入電路中；由題意知電路電流I、電壓U，已知變阻器電阻R_滑=20Ω，由U=IR可求出滑動變阻器電壓，電源電壓等于電壓表示數與滑動變阻器電壓之和．
（2）燈泡正常發光時，電路電流為燈泡的額定電流I，此時滑動變阻器有一半阻值接入電路，由U=IR可求出滑動變阻器電壓，由串聯電路特點可求出燈泡電壓U_燈，由P=UI可求出燈泡的額定功率．
（3）由圖可讀出電壓表示數，根據該示數與燈泡額定電壓間的關系判斷燈泡偏亮還是偏暗．
點評：要注意滑動變阻器的使用方法，連接滑動變阻器時，不能同時只使用上面兩個接線柱或下面兩個接線柱，只用上面兩個接線柱時，滑動變阻器短路；只用下面兩個接線柱時，滑動變阻器電阻全接入電路，滑動變阻器成為定值電阻，移動滑片時，電路電阻不變．