Question

（2006?普陀區(qū)二模）市場(chǎng)上購(gòu)買的小燈泡有的標(biāo)額定電壓，有的標(biāo)額定電流．甲、乙兩同學(xué)分別做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)，他們選用額定功率相同的兩個(gè)不同標(biāo)志的小燈泡（小燈泡的額定功率在1瓦以內(nèi)），甲同學(xué)所用小燈上標(biāo)有額定電壓為4.5伏，乙同學(xué)所用小燈上標(biāo)有額定電流0.3安，所用器材有電源，電壓表，電流表，電鍵，標(biāo)有“20歐，2安”字樣的滑動(dòng)變阻器和若干導(dǎo)線．甲乙兩同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵后，電流表，電壓表此時(shí)示數(shù)分別如圖所示．他們所使用的電源電壓U為

6

伏．甲同學(xué)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，且變阻器滑片恰好在中點(diǎn)上（即它接入電路的電阻為10歐），則甲同學(xué)所測(cè)小燈的額定功率P_額為

0.675

瓦．乙同學(xué)觀察到當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電壓表示數(shù)應(yīng)為

2.25

伏，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為

12.5

歐．

Answer 1

分析：（1）“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電流表串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，根據(jù)P=UI結(jié)合小燈泡的額定功率在1瓦以內(nèi)確定電流表的量程，并讀出示數(shù)，此時(shí)燈泡兩端的電壓應(yīng)小于額定電壓據(jù)此確定電壓表的量程并讀出示數(shù)，根據(jù)歐姆定律表示出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)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(shí)的電流為0.3A，甲乙兩燈泡的額定功率相等，根據(jù)P=UI求出乙燈泡的額定電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻．

解答：解：（1）“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，電流表串聯(lián)在電路中，
閉合開關(guān)前滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，
∵小燈泡的額定功率在1瓦以內(nèi)，且甲燈泡正常工作時(shí)的電壓U_L額=4.5V，
∴根據(jù)P=UI可得，燈泡的額定電流應(yīng)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(shù)為0.2A，
∵此時(shí)燈泡兩端的電壓應(yīng)小于額定電壓，
∴電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，
根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=IR_滑=0.2A×20Ω=4V，
∵串聯(lián)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(shí)的電壓為4.5V，
則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑′=U-U_L額=6V-4.5V=1.5V，
此時(shí)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(shí)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(shí)，電壓表的示數(shù)：
U_乙額=

P乙額

I2

=

P甲額

I2

=

0.675W

0.3A

=2.25V，
此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑″=U-U_乙額=6V-2.25V=3.75V，
此時(shí)滑動(dòng)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(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是明白“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)的原理，難點(diǎn)是電表量程的選擇和讀數(shù)．