Question

18．小明用如图所示的电路，做测量小灯泡电功率的实验．电源电压不变，小灯泡的额定电流为0.22A，额定电压值模糊不清．
（1）小明正确连接电路，实验步骤正确，闭合开关，移动变阻器的滑片至小灯泡正常发光时，变阻器连入电路的电阻恰为最大阻值的一半，在此过程中，电流表的示数变化范围为 0.2〜0.22A，但是却无法从电压表V上精确读出额定电压．
（2）小明经过思考后，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2V逐渐变大、电压表V′的示数从4V逐渐变小．
（3）电源电压为6V；小灯泡的额定功率为0.836W．

Answer 1

分析 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；
电流表V测量滑动变阻器两端电压，示数为2.5V时，电流为0.25A，可求变阻器连入电路的阻值，进而可求最大阻值；
求出电压表V′示数（灯泡两端电压）为2.0V时，滑动变阻器两端电压，可计算电压电压；
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．

解答 解：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；V并联在灯泡两端．
正确连接电路、实验步骤正确，由于（1）分析可知：
刚闭合开关时，电压表的示数分别是2V和4V，
且灯泡两端的电压是2V，滑动变阻器两端的电压是4V，
则电源电压：U=U_灯+U_滑=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I=0.20A．
由欧姆定律得，变阻器最大的阻值：
R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{4V}{0.2A}$=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I′=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′=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×20Ω=10Ω；
由欧姆定律得，此时滑动变阻器两端的电压：
U′=I′R′=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．
则小灯泡的额定功率：
P_额=U_额I′=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案为：6；0.836．

点评 关键是会综合利用滑动变阻器接入电路的电阻和电源的电压以及小灯泡的规格确定灯泡的额定电压等，综合性较强、难度较大．