Question

小王做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压保持不变）、待测小灯、电压表、电流表、滑动变阻器、电键及导线若干，其中待测小灯上只有所标“0.22A”（指小灯正常工作电流）字样清晰可见．他正确连接电路、实验步骤正确，闭合电键，移动变阻器的滑片至小灯正常发光时，变阻器连入电路恰为最大阻值的一半，但此时无法从电压表V上精确读出额定电压．在上述实验过程中，电流表A示数的范围为0.20～0.22安．经思考后，他在电路中再连接一个电压表V′并按规范重新实验，发现电压表V的示数从2.0伏逐渐变大、电压表V′的示数从4.0伏逐渐变小．
①请写出小王将电压表V′接在电路中的位置．________．
②请根据相关信息计算出小灯的额定功率．________（需写出计算过程）．

Answer 1

电压表V′并联在滑动变阻器的两端    0.836W
分析：（1）根据灯泡和滑动变阻器的连接特点，利用欧姆定律分析出各自的电压变化趋势即可知道电压表V′接在电路中的位置；
（2）根据现象：电压表V的示数从2.0伏逐渐变大、电压表V′的示数从4.0伏逐渐变小，结合串联电路的电压特点可知电源电压为6V，由此即可利用欧姆定律和电源电压不变的特点列出等式求出灯泡的额定电压值，最后利用P=UI求功率．
当滑片P正好在滑动变阻器的中点上时，求出此时滑动变阻器的阻值；根据串联电路电压特点，求出滑动变阻器两端的电压，再根据欧姆定律，求出此时电路中的电流，根据P=UI即可求出灯泡的额定功率．
解答：（1）在“测定小灯泡的电功率”实验中，待测小灯与滑动变阻器串联，规范实验时，随着滑片P的移动，滑动变阻器连入电路的阻值减小，电路中的电流变大，因灯泡的阻值基本不变，根据U=IR可知：灯泡两端的电压会变大，根据串联电路的电压特点可知：滑动变阻器两端的电压会减小，所以电压表V′的示数从4.0伏逐渐变小，表明电压表V′并联在滑动变阻器的两端．
（2）正确连接电路、实验步骤正确，刚闭合电键时，电压表的示数分别是2V和4V，则电源电压为U=2V+4V=6V；
根据在实验过程中电流表A示数的范围为0.20～0.22安可知：此时电路中电流为0.2A，
所以变阻器最大的阻值为R==20Ω，
根据在实验过程中电流表A示数的范围为0.20～0.22安可知：小灯正常发光时的电流为0.22A，
当滑片至小灯正常发光时，因变阻器连入电路恰为最大阻值的一半，所以R′=R=×20Ω=10Ω；
此时滑动变阻器两端的电压为U′=IR′=0.22A×10Ω=2.2V，
根据串联电路的电压特点得：灯泡的额定电压U_额=U-U′=6V=2.2V=3.8V．
则P_额=U_额I=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案为：电压表V′并联在滑动变阻器的两端；0.836W．
点评：本题考查灯泡功率的测量，一定掌握串联电路电流、电压特点，会灵活应用欧姆定律和功率公式．关键是明确实验原理和电路连接．