Question

【题目】小宝同学要测量一个小灯泡的电功率，已知电源电压是6V，小灯泡的额定电压是2.5V，灯丝电阻大约为10Ω，滑动变阻器的规格有A“10Ω1A”，B“20Ω 1.5A”

（1）为了测小灯泡的额定功率，滑动变阻器应选________（选填“A”或“B”）。请用笔画线代替导线帮小宝同学将图甲中的实物图连接完整，要求：滑片向右移动时灯变亮。

（2）故障排除后，为了测出小灯泡的额定功率，应调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为_____V，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率为_________W。

（3）为了考察同学们的能力，老师拿来了一个已知额定电流为0.2A，但额定电压未知的小灯泡，一个已知阻值为R的电阻和两个开关S1、S2，利用上面的部分器材为同学们设计了如图丙所示的电路来测量小灯泡的额定功率，请你将下列实验步骤补充完整；

①_____________（填开关S、S1、S2的通断情况），调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为__；

②闭合开关S、S2，断开S1，__________________（选填“适当调节滑动变阻器的滑片”“保持滑动变阻器的滑片不动”），读出电压表的示数为U；

③灯泡额定功率的表达式为：P=_______________．

Answer 1

【答案】 B 2.5 、 0.95 闭合开关S、S 0.2R 保持滑动变阻器的滑片不动 0.2A×（U﹣0.2R）

【解析】（1）电源电压是6V，小灯泡的额定电压是2.5V＜3V，灯丝电阻大约为10Ω，灯正常工作时的电流大小：I=UL/RL＝2.5V/10Ω=0.25A＜0.6A，电流表选用小量程，灯正常发光时，变阻器分得的电压U滑 =U-UL =6V-2.5V=3.5V，变阻器连入电路中的电阻：R滑 =U滑/I＝3.5V/0.25A=14Ω，考虑到电阻和变阻器允许通过的最大电流，应选用B规格的变阻器；因要求滑片向右移动时灯变亮，即电流变大，电阻变小，即滑片以右电阻丝连入电路中，电流表、电压表选用小量程，电流表串联在电路中，电压表与灯并联，如下所示：

（2）灯在额定电压下的功率为额定功率，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2.5V，此时电流表的示数如图乙所示，图中电流表分度值为0.02A，示数为0.38A，则小灯泡的额定功率PL =UL I=2.5V×0.38A=0.95W；泡额定电压为3.8V，电压表选0～15V量程，把滑动变阻器串联接入电路，电压表并联在灯泡两端，实物电路图如图所示：

（3）①只闭合开关S、S1 ，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 0.2A×R；

②闭合开关S、S2 ，断开S1 ，保持滑动变阻器的滑片不动，读出电压表的示数为U；

③在上面的操作过程中，电路的连接关系不变，滑片的位置不动，各用电器的电压不变，灯仍正常发光，故灯的额定电压为UL额 =U-0.2A×R，灯泡额定功率的表达式为：P=IL额 ×UL额 =0.2A×（U-0.2A×R）。