Question

小芳家有一小灯泡L，灯泡铭牌只有2.5V依稀可见，为了测出它的额定功率，小芳向实验室的老师借出以下器材：电源、滑动变阻器、开关各一个，电压表一块，导线若干，以及一个阻值为10Ω的定值电阻．请你将她实验的缺少部分完成：
（1）小芳按她设计的电路图连好电路后闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当并联在灯L两端的电压表读数为________V时，小灯泡L正常发光；再将电压表拆下并联在定值电阻两端，电压表的示数是3V，则灯L的额定功率________W．（设灯丝电阻不变）
（2）滑动变阻器在此实验中除了可以保护用电器外的作用是________，在连接电路时，应使滑动变阻器连入电路的阻值________．
（3）在虚线框中画出小芳实验的电路图．

Answer 1

解：
（1）由铭牌知小灯泡的额定电压为2.5V，要使小灯泡正常发光，需要移动滑动变阻器滑片，使灯泡两端电压为2.5V；
已知定值电阻的阻值和两端电压，所以通过定值电阻的电流为
I===0.3A
所以小灯泡的额定功率为
P_额=U_额I=2.5V×0.3A=0.75W；
（2）要测量小灯泡的额定功率必须使灯泡正常发光，也就是两端电压达到额定电压．所以需要调节滑动变阻器的滑片位置，改变接入电路的阻值，使灯泡两端电压等于额定电压；为保护电路，防止因电流过大烧坏灯泡，滑动变阻器应将滑片接在最大阻值处．
（3）测量小灯泡的额定功率，必须使两端电压为额定电压，因此需要灯泡与滑动变阻器串联；知道额定电压还要知道电流，在只有电压表的情况下，还要定值电阻与灯泡串联且电压表测量其电压．
故答案为：
（1）2.5； 0.75；
（2）改变滑动变阻器连入电路中的阻值，使灯L两端的电压为额定电压；最大．
（3）电路图作法如右图所示．
分析：（1）要使小灯泡正常发光，必须使两端电压为额定电压；串联电路各处电流都相等，已知定值电阻的阻值和两端电压，利用公式I=能够计算电路电流，也就是通过灯泡的电流，最后用P=UI就能得到灯泡的额定功率．
（2）滑动变阻器在电路中的作用有二：保护电路和改变电路中的电流和电压．
（3）设计电路图要从实验目的和已有器材两方面考虑．
点评：第一小题中，利用定值电阻的阻值和电压表的示数得出电流，是解决灯泡额定功率的关键．