Question

小偉和小莉同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有電源（電壓為4.5伏）、電壓表、電流表、滑動變阻器兩個（甲標有“12Ω2A”、乙標有“20Ω2A”字樣）、電鍵及導線若干，已知兩個小燈的額定電壓分別為1.5伏和3伏，額定功率均不超過1瓦。小偉和小莉各自選取一個變阻器、小燈及其它器材連接電路，閉合電鍵后，移動變阻器的滑片，直至兩個電路中電壓表的示數(shù)均為3伏時，發(fā)現(xiàn)兩小燈均已正常發(fā)光。這時，小偉電路中變阻器的滑片在中點位置附近、電流表的示數(shù)如圖所示；小莉?qū)Ρ群蟀l(fā)現(xiàn)電路中小燈的亮度比小偉選用的小燈暗。兩位同學交流后，發(fā)現(xiàn)其中一位同學的電路連接有誤，小莉?qū)⒋藭r電壓表和電流表的示數(shù)相乘，得到的電功率為0.96瓦。

（1）實驗中電路連接有誤的是 （選填“小偉”或“小莉”）。

（2）小偉同學選用的變阻器為 （選填“甲”或“乙”），所測小燈的額定功率為 瓦。

（3）求小莉同學所測小燈的額定功率。（需寫出計算過程）

 

 

Answer 1

（1）小莉；（2）甲；0.72；（3）由題意及以上分析知，小莉所用燈泡額定電壓U額2=1.5V燈泡正常發(fā)光時流過燈泡的電流I2=P變阻器 /U變阻器 =0.96W /3V =0.32A，P2=UL2I2=1.5V×0.32A=0.48W

【解析】

試題分析：（1）（2）由題意知：兩燈泡正常發(fā)光時的電流分別為I1=P /U1 =1W /1.5V ≈0.7A；I2=P/ U2 =1W /3V ≈0.3A，最大電流均不超過1A，故電流表所選的量程應為0～0.6A，示數(shù)為0.24A；又因為滑動變阻器的滑片在中點附近，可知此燈泡的電阻接近12Ω×0.5 =6Ω或20Ω×0.5 =10Ω。若小偉燈泡的額定電壓為1.5V，則滑動變阻器的電阻R=U/ I =（4.5V?1.5V）/ 0.24A ≈12.5Ω；若小偉燈泡的額定電壓為3V，則電阻R=U /I =（4.5V?3V）/ 0.24A ≈6.25Ω；由以上分析知，小偉所用的是12Ω的甲滑動變阻器，且燈泡的額定電壓為3V，則小偉燈泡的額定功率為P1=U1I1=3V×0.24A=0.72W；小莉燈泡的額定電壓為1.5V，電壓表應與滑動變阻器并聯(lián)，故其連接錯誤；（3）由題意及以上分析可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，小莉所用燈泡的額定電壓為U額=1.5V，其電壓表的示數(shù)為UP=3V，得到的電功率為P=0.96W，則此時電路中的電流I=P/UP=0.96W /3V =0.32A；則燈泡的額定功率P額=U額I=1.5V×0.32A=0.48W．

考點：實驗問題的分析與電功率的計算