Question

某同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源由几节干电池组成（电压为1.5V的整数倍且保持不变），待测小灯标有“0.2A”字样，滑动变阻器标有“20Ω　2A”字样．
（1）他按图甲连接电路，闭合电键S后，观察到电表的示数分别为1.3伏和0.16安，继续移动变阻器的滑片，发现两电表的示数均不发生变化，则其原因是______，电源的电压为______V．
（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验．他移动变阻器的滑片，当电流表示数为______A时小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上，则小灯的额定功率为______W．
（3）该同学在移动变阻器滑片的过程中，若发现电压表的示数如图乙所示，则与其正常发光的亮度相比，此时小灯的亮度情况是______．

Answer 1

解：（1）闭合电键，电压表示数U_V=1.3V，电流表示数I=0.16A，移动变阻器的滑片，发现两电表的示数均不发生变化，其原因是：连线接在滑动变阻器下面的两个接线柱上．
此时滑动变阻器接入电路电阻R_滑=20Ω，滑动变阻器电压U_滑=IR_滑=0.16A×20Ω=3.2V，电源电压U=U_滑+U_V=3.2V+1.3V=4.5V．
（2）当电流表示数为额定电流I=0.2A时小灯泡正常发光，由题意知此时滑动变阻器接入电路中的阻值R'_滑===10Ω，滑动变阻器电压U'_滑=IR'_滑=0.2A×10Ω=2V；
此时小灯泡电压U_灯=U-U'_滑=4.5V-2V=2.5V，灯泡的额定功率P=IU_灯=0.2A×2.5V=0.5W．
（3）由（2）知灯泡的额定电压U_灯⁼2.5V，由图知此时电压表示数为3V，大于额定电压，由P=知，灯泡实际功率大于额定功率，则相对于灯泡正常发光此时灯泡偏亮．
故答案为：（1）连线接在滑动变阻器下面的两个接线柱；4.5．（2）0.2；0.5．（3）偏亮．
分析：（1）闭合电键两电表有示数，移动滑动变阻器滑片，电表示数不变，则滑动变阻器阻值全接入电路中；由题意知电路电流I、电压U，已知变阻器电阻R_滑=20Ω，由U=IR可求出滑动变阻器电压，电源电压等于电压表示数与滑动变阻器电压之和．
（2）灯泡正常发光时，电路电流为灯泡的额定电流I，此时滑动变阻器有一半阻值接入电路，由U=IR可求出滑动变阻器电压，由串联电路特点可求出灯泡电压U_灯，由P=UI可求出灯泡的额定功率．
（3）由图可读出电压表示数，根据该示数与灯泡额定电压间的关系判断灯泡偏亮还是偏暗．
点评：要注意滑动变阻器的使用方法，连接滑动变阻器时，不能同时只使用上面两个接线柱或下面两个接线柱，只用上面两个接线柱时，滑动变阻器短路；只用下面两个接线柱时，滑动变阻器电阻全接入电路，滑动变阻器成为定值电阻，移动滑片时，电路电阻不变．