Question

18．在“測(cè)量小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn)中，燈泡上標(biāo)有“6V  3W”的字樣，電源電壓為8V保持不變，由于電壓表的15V的量程壞了，3V的量程能正常使用．
（1）請(qǐng)你利用現(xiàn)有的器材，設(shè)計(jì)一個(gè)能正確測(cè)量小燈泡功率的電路
（2）求小燈泡的電阻．
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為多少？

Answer 1

分析 （1）燈泡額定電壓為6V，而3V量程小于燈泡額定電壓，電壓表不能直接測(cè)燈泡電壓，可用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)求出燈泡電壓，即可進(jìn)一步求功率；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$計(jì)算燈泡電阻；
（3）由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知此時(shí)燈泡電壓，從而得到燈泡的實(shí)際功率．

解答 解：
（1）由題知，燈泡額定電壓是6V，電壓表15V量程損壞，而3V量程小于燈泡額定電壓，電壓表不能直接測(cè)燈泡電壓，可用一個(gè)滑動(dòng)變阻器與燈泡串聯(lián)，用電壓表測(cè)滑動(dòng)變阻器電壓，所以燈泡電壓U_L=U-U_R，從而進(jìn)一步求功率．電路圖如圖所示：
；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{額}}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{3W}$=12Ω；
（3）由串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)知，當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)燈泡電壓：
U_L=U-U_R=8V-2V=6V，
燈泡兩端電壓等于其額定電壓，
所以P_實(shí)=P_額=3W．
答：（1）見(jiàn)上圖；
（2）小燈泡的電阻為12Ω．
（3）當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí)，燈泡的實(shí)際功率為3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率公式的應(yīng)用，要知道燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓時(shí)燈泡正常發(fā)光．