Question

（2006?普陀區(qū)二模）市場上購買的小燈泡有的標額定電壓，有的標額定電流．甲、乙兩同學分別做“測定小燈泡的功率”實驗，他們選用額定功率相同的兩個不同標志的小燈泡（小燈泡的額定功率在1瓦以內），甲同學所用小燈上標有額定電壓為4.5伏，乙同學所用小燈上標有額定電流0.3安，所用器材有電源，電壓表，電流表，電鍵，標有“20歐，2安”字樣的滑動變阻器和若干導線．甲乙兩同學實驗步驟正確，閉合電鍵后，電流表，電壓表此時示數分別如圖所示．他們所使用的電源電壓U為

6

伏．甲同學移動滑動變阻器滑片，當小燈正常發(fā)光時，且變阻器滑片恰好在中點上（即它接入電路的電阻為10歐），則甲同學所測小燈的額定功率P_額為

0.675

瓦．乙同學觀察到當小燈正常發(fā)光時，電壓表示數應為

2.25

伏，滑動變阻器接入電路的電阻為

12.5

歐．

Answer 1

分析：（1）“測定小燈泡的功率”實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，電流表串聯在電路中，閉合開關前滑動變阻器處于最大阻值處，根據P=UI結合小燈泡的額定功率在1瓦以內確定電流表的量程，并讀出示數，此時燈泡兩端的電壓應小于額定電壓據此確定電壓表的量程并讀出示數，根據歐姆定律表示出滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯電路的電壓特點求出電源的電壓；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出電路中的電流，利用P=UI甲燈泡的額定功率；
（3）乙燈泡正常發(fā)光時的電流為0.3A，甲乙兩燈泡的額定功率相等，根據P=UI求出乙燈泡的額定電壓，根據串聯電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器接入電路中的電阻．

解答：解：（1）“測定小燈泡的功率”實驗中，燈泡與滑動變阻器串聯，電壓表并聯在燈泡兩端，電流表串聯在電路中，
閉合開關前滑動變阻器處于最大阻值處，
∵小燈泡的額定功率在1瓦以內，且甲燈泡正常工作時的電壓U_L額=4.5V，
∴根據P=UI可得，燈泡的額定電流應小于：
I_甲=

1W

4.5A

≈0.2A＜0.6A，
∴電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的讀數為0.2A，
∵此時燈泡兩端的電壓應小于額定電壓，
∴電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數為2V，
根據歐姆定律可得，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=IR_滑=0.2A×20Ω=4V，
∵串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
∴電源的電壓：
U=U_L+U_滑=2V+4V=6V；
（2）甲燈泡正常發(fā)光時的電壓為4.5V，
則滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑′=U-U_L額=6V-4.5V=1.5V，
此時電路中的電流：
I₁=

U滑′

R滑′

=

1.5V

R滑′

=

1.5V

10Ω

=0.15A，
∴甲燈泡的額定功率：
P_甲額=U_L額I₁=4.5V×0.15A=0.675W；
（3）乙燈泡正常發(fā)光時的電流I₂=0.3A，
∵甲乙兩燈泡的額定功率相等，
∴乙小燈正常發(fā)光時，電壓表的示數：
U_乙額=

P乙額

I2

=

P甲額

I2

=

0.675W

0.3A

=2.25V，
此時滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑″=U-U_乙額=6V-2.25V=3.75V，
此時滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_滑=

U滑′

I2

=

3.75V

0.3A

=12.5Ω．
故答案為：6；0.675；2.25；12.5．

點評：本題考查了串聯電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關鍵是明白“測定小燈泡的功率”實驗的原理，難點是電表量程的選擇和讀數．