Question

18．某同學利用如圖所示的電路測定小燈泡的額定功率，滑動變阻器上標有“50Ω 2A”，小燈泡的額定電流為0.3A，該同學將滑動變阻器置于最大阻值后，閉合開關S，電流表、電壓表讀數分別為0.2A和2V，接著移動滑動變阻器滑片P直至小燈泡正常發光，這時滑動變阻器的滑片P恰好在中點，求小燈泡的額定功率．

Answer 1

分析 將滑動變阻器置于最大阻值后，燈泡L與變阻器的最大阻值R串聯，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，根據歐姆定律求出R兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；滑動變阻器的滑片P恰好在中點時，燈泡正常發光，電路中的電流和燈泡的額定電流相等，根據歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，根據P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：將滑動變阻器置于最大阻值后，燈泡L與變阻器的最大阻值R串聯，電壓表測L兩端的電壓，電流表測電路中的電流，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器兩端的電壓：
U_R=IR=0.2A×50Ω=10V，
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L+U_R=2V+10V=12V；
滑動變阻器的滑片P恰好在中點時，燈泡正常發光，燈泡的額定電流為0.3A，
根據串聯電路的特點可知，電路中的電流I′=I_L=0.3A，
此時滑動變阻器兩端的電壓：
U_R′=I′×$\frac{1}{2}$R=0.3A×$\frac{1}{2}$×50Ω=7.5V，
則燈泡兩端的電壓（額定電壓）：
U_L′=U-U_R′=12V-7.5V=4.5V，
燈泡的額定功率：
P_L′=U_L′I′=4.5V×0.3A=1.35W．
答：小燈泡的額定功率為1.35W．

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，要注意燈泡的電阻是變化的．