Question

某小組同學(xué)做“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)．所有實(shí)驗(yàn)器材均完好，共有四個(gè)滑動(dòng)變阻器待用，分別是A：“10Ω 1A”、B：“20Ω 2A”、C：“50Ω 2A”和D：“100Ω 2A”，已知小燈的額定電壓為3.8伏．
（1）該組同學(xué)首先選取變阻器C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們按照正確的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察到閉合電鍵后，電流表的示數(shù)為0.1安，電壓表的示數(shù)為1伏，而小燈好像沒(méi)有發(fā)光．該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)室所選的電源電壓為_(kāi)_______伏．
（2）該組同學(xué)接著移動(dòng)變阻器的滑片，觀察到當(dāng)滑片在變阻器最大阻值的位置附近滑動(dòng)時(shí)，小燈接近正常發(fā)光，但是此時(shí)移動(dòng)變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)很難比較精確地達(dá)到3.8伏．于是該組同學(xué)換了個(gè)變阻器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)略大于額定電壓，則他們選取的是變阻器________（選填“A”、“B”或“D”）．
（3）該組同學(xué)最后通過(guò)討論、選取了合適的變阻器，并完成了實(shí)驗(yàn)．他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)滑片在中點(diǎn)時(shí)小燈正常發(fā)光，此時(shí)電流表的示數(shù)如圖所示，則小燈的額定電流為_(kāi)_______安，小燈的額定功率為_(kāi)_______瓦．

Answer 1

解：（1）閉合電鍵后，滑動(dòng)變阻器C接入電路的阻值為50Ω，
∵串聯(lián)電路中各處的電流相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U_滑=IR_滑=0.1A×50Ω=5V，
∵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=1V+5V=6V；
（2）小燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑片在變阻器最大阻值的位置附近，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑′=×50Ω=12.5Ω，
換接滑動(dòng)變阻器后，滑動(dòng)變阻器位于最大阻值處，
∵串聯(lián)電路中電阻越大，分得的電壓越大，
∴電壓表的示數(shù)略大于額定電壓說(shuō)明滑動(dòng)變阻器的最大阻值小于12.5Ω，即他們選取的是變阻器是A；
（3）由以上分析可知，滑動(dòng)變阻器選20Ω 2A的B，
燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓為3.8V，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻R_滑″=×20Ω=10Ω，
電路中的電流約為I′===0.22A，
∴電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.18A，
燈泡的額定功率P_L=U_LI=3.8V×0.18A=0.684W．
故答案為：
（1）6V；
（2）A；
（3）0.18；0.684．
分析：（1）閉合電鍵后，滑動(dòng)變阻器處于最大阻值處，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓；
（2）根據(jù)小燈泡正常發(fā)光時(shí)滑片在變阻器最大阻值的位置附近得出滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的大約值，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)判斷換接滑動(dòng)變阻器后的最大阻值即可得出答案；
（3）根據(jù)以上分析可知滑動(dòng)變阻器選取的規(guī)格，根據(jù)滑片在中點(diǎn)時(shí)小燈正常發(fā)光可知滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可得滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電路中電流的大約值確定電流表的量程，根據(jù)分度值讀出燈泡的額定電流，利用P=UI求出燈泡的額定功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)題意得出符合要求的滑動(dòng)變阻器，對(duì)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力要求較高．