Question

甲、乙两同学都准备测定某小灯的额定功率．小灯上标有“3.8V”清晰字样．甲同学设计用如图的电路进行实验（电源电压为6V）．而乙同学认为不用滑动变阻器，只需用若干节干电池改变电源电压就可 测出小灯额定功率．
（1）上述两学生设计的方案中不可行的是________同学．
（2）若按照甲同学的方案，电压表量程应选用________（选填“0-3V”或“0-15V”）．
（3）若按照甲同学的方案，并选择“20 欧、1 安”的滑动变阻器．当他正确连接电路，闭合电键，发现电压表示数为 2V，电流表示数为 0.2 安，则此时小灯 发光________（选填“较亮”、“较暗”或“正常”）．
（4）移动滑动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，滑动变阻器的滑片正好在中点（即电阻 10欧），则小灯的额定功率________瓦．

Answer 1

解：
（1）移动滑片，滑动变阻器能够连续改变用电器两端电压，调节滑片位置，可以使小灯泡两端电压达到额定电压；干电池连接在电路中，节数不同，加在用电器两端电压是成倍改变的，小灯泡两端电压不等于额定电压．所以乙同学的方案不可行．
（2）小灯泡的额定电压为3.8V，要测量其额定功率，必须使灯泡两端电压为额定电压．所以电压表需要选择0～15V量程．
（3）小灯泡的实际电压低于额定电压，所以实际功率低于额定功率．因此灯泡发光较暗．
（4）小灯泡正常发光U_额=3.8V，电源电压U=6V，
所以滑动变阻器两端电压为U₀=U-U_额=6V-3.8V=2.2V．
设灯丝电阻为R_L，根据题意得
=，解得R_L=17.27Ω
小灯泡额定功率为
P_额===0.836W
故答案为
（1）乙
（2）0-15V
（3）较暗
（4）0.836
分析：（1）要测量小灯泡的额定功率，必须使小灯泡在额定电压下发光．滑动变阻器能够连续改变小灯泡两端电压，改变干电池节数只能使灯泡两端电压成倍改变．
（2）电压表量程的确定，决定于用电器的规格以及用电器具体的工作状态．
（3）灯泡亮度决定于灯泡的实际功率，实际功率等于额定功率，灯泡正常发光；实际功率低于额定功率，灯泡发光较暗；实际功率大于额定功率，灯泡发光过亮．
（4）已知小灯泡正常发光和电源电压，可以知道滑动变阻器两端电压，根据串联电阻两端电压与其阻值成正比，可以求出灯丝电阻．最后利用P=计算额定功率．
点评：用电器的工作状态决定于实际功率．小灯泡亮度的变化取决于两端实际电压的高低．