Question

某同學按圖所示的電路圖做測定小燈L額定功率的實驗．滑動變阻器R及小燈L上分別標有“5W　1A”、“0.3A”字樣，估計小燈的額定功率為1.2瓦左右．他實驗步驟正確．閉合電鍵S，觀察到電流表的示數為0.2安、電壓表指針的位置如圖所示．請你在圖中用筆畫線代替導線表示出該同學此時使用的電壓表的正確量程，他使用的電源電壓為________伏．接著，他把電壓表并聯在滑動變阻器兩端，移動滑動變阻器的滑片P，使小燈正常發光，觀察到量程改變后的電壓表指針位置仍如圖所示．小燈L的額定電壓為________伏，額定功率為________瓦．

Answer 1

4.5    3.8    1.14
分析：已知燈泡的額定功率的估計值和額定電流，根據公式U=可估算出電壓表的示數，從而確定電壓表的量程．
已知滑動變阻器的功率和電流，根據公式P=I²R可求滑動變阻器的電阻，已知電路電流，根據公式U=IR可求滑動變阻器兩端的電壓，根據電壓表的量程可讀出電壓表的示數，兩個電壓之和就是電源電壓，已知電源電壓和滑動變阻器兩端的電壓，可求燈泡的額定電壓，根據公式P=UI可求燈泡的額定功率．
解答：估算燈泡的額定電壓約為U_估===4V，所以連接“量程為0～15V”的接線柱；如圖：

此時電壓表示數為U₁=3.5V，滑動變阻器的電阻R===5Ω，所以滑動變阻器兩端的電壓U_滑=I₁R=0.2A×5Ω=1V，所以電源電壓U=U₁+U_滑=1V+3.5V=4.5V．
小燈正常發光正常發光時，滑動變阻器兩端的電壓為U₂=0.7V，所以燈泡的額定電壓U_額=U-U₂=4.5V-0.7V=3.8V，
燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案為：4.5；3.8；1.14．
點評：本題考查電壓、電流、電阻和電功率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是判斷電壓表的量程和求電源電壓，要知道串聯電路電壓的規律和電壓表讀數的方法．