Question

某同學(xué)在測小燈泡額定功率的實驗中，電源用四節(jié)新干電池串聯(lián)而成，滑動變阻器上標有“20Ω 2A”的字樣，小燈泡上所標字樣已模糊，估計其額定電壓為2.5伏或3.8伏．該同學(xué)正確連接電路并進行實驗，當(dāng)他移動滑動變阻器滑片觀察到小燈接近正常發(fā)光時，電壓表的指針位置如圖12所示．該同學(xué)經(jīng)過思考后再次進行實驗，當(dāng)調(diào)節(jié)至小燈泡正常發(fā)光時滑動變阻器的滑片位置正好在中點處．
（1）請在虛線框中畫出該同學(xué)實驗時的電路圖．
（2）簡述小燈正常發(fā)光的理由．
（3）求出小燈的額定功率．

Answer 1

分析：根據(jù)公式P=UI，要測量燈泡的額定功率，需測出燈泡兩端的電壓和通過燈泡的電流，所以電路中要用到電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，為保護電路，還要串聯(lián)滑動變阻器；
根據(jù)燈泡正常發(fā)光時，電壓表的情況判斷小燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電流的電壓、電流規(guī)律及歐姆定律計算出電路中的電流，從而可以計算出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）電路圖如圖所示：

（2）由題意知，當(dāng)小燈泡接近正常發(fā)光時，電壓表滿偏，說明燈泡的額定電壓為3.8V，所以當(dāng)電壓表的示數(shù)為3.8V時小燈泡正常發(fā)光；
（3）由題意知，滑動變阻器兩端的電壓為U滑=1.5V×4-3.8V=2.2V
滑動變阻器的阻值R_滑=

1

2

×20Ω=10Ω
則燈泡的額定電流I=I_滑=

U滑

R滑

=

2.2V

10Ω

=0.22A
則P=UI=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：（1）見上圖；
（2）當(dāng)電壓表示數(shù)為3.8伏時小燈正常發(fā)光；
（3）0.836W．

點評：此題是測量小燈泡的額定功率實驗，考查了電路圖的畫法，歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用，同時考查了電功率的計算，要掌握基礎(chǔ)公式，并能熟練應(yīng)用．