Question

16．如图所示，小华同学在测定小灯泡的电功率，待测小灯泡（标有“2.5V”字样、额定功率在0.8瓦～1.5瓦之间），滑动变阻器上标有“20Ω  2A”字样、移动变阻器的滑片，当小灯泡正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大电阻的一半．通过估算，当灯泡正常发光时，电流表的示数范围约为0.32A～0.6A，电流表应选用的量程是0～0.6A，电源电压的范围约为5.7V～8.5V，若电源电压是2V的整数倍，则灯泡的额定功率为0.875W 或1.375W．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时的功率和额定功率相等，知道灯泡的额定电压和额定功率的大约值，根据P=UI额定电流的大约值即可得出正常发光时电流表的示数范围，然后确定电流表的量程；
（2）灯泡正常发光时的电压和额定电压相等，根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点得出电源电压的范围；根据电源电压是2V的整数倍得出电源电压的可能值，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出电路中电流的值，根据P=UI求出灯泡的额定功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，灯泡额定电流的大约值：
I_L1=$\frac{{P}_{L1}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.8W}{2.5V}$=0.32A，I_L2=$\frac{{P}_{L2}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.5W}{2.5V}$=0.6A，
所以，当灯泡正常发光时，电流表的示数范围约为0.32A～0.6A，则电流表应选用的量程是0～0.6A；
（2）当灯泡正常发光时两端的电压U_L=2.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，变阻器两端的电压：
U_滑1=I_L1×$\frac{{R}_{滑}}{2}$=0.32A×$\frac{20Ω}{2}$=3.2V，U_滑2=I_L2×$\frac{{R}_{滑}}{2}$=0.6A×$\frac{20Ω}{2}$=6V，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，电源的电压：
U₁=U_L1+U_滑1=2.5V+3.2V=5.7V，U₂=U_L2+U_滑2=2.5V+6V=8.5V，
则电源电压的范围约为5.7V～8.5V；
若电源电压是2V的整数倍，则电源的电压可能为U=6V、U′=8V，
当灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，U_滑′=U′-U_L=8V-2.5V=5.5V，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电路中的电流分别为：
I=$\frac{{U}_{滑}}{\frac{{R}_{滑}}{2}}$=$\frac{3.5V}{\frac{20Ω}{2}}$=0.35A，I′=$\frac{{U}_{滑}′}{\frac{{R}_{滑}}{2}}$=$\frac{5.5V}{\frac{20Ω}{2}}$=0.55A，
则灯泡的额定功率：
P_L=U_LI=2.5V×0.35A=0.875W，P_L′=U_LI′=2.5V×0.55A=1.375W．
故答案为：0.32A～0.6A；0～0.6A；5.7V～8.5V；0.875W；1.375W．

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及电流表量程的选择，要注意灯泡正常发光时的电压和额定电压相等．