Question

10．某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)量小燈泡的電功率，已知小燈泡L的額定電壓為2.5V，定值電阻R_o的阻值為20Ω，電源電壓U保持不變，
（1）開關(guān)S連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片從最左端到最右端時(shí)，電流表的示數(shù)為0.3A，則電源電壓U=6V；
（2）開關(guān)S仍連接觸點(diǎn)“1”，滑動(dòng)變阻器的滑片向左移到某一位置時(shí)，電流表的示數(shù)為0.15A，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω；再將開關(guān)S連接觸點(diǎn)“2”，電流表的示數(shù)為0.2A，則小燈泡的實(shí)際功率為0.4W，為了使小燈泡正常發(fā)光，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)向右滑動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）由圖S連接觸點(diǎn)“1”，滑片在右端時(shí)只有R₀連入電路，由U=IR計(jì)算電源電壓；
（2）S連接觸點(diǎn)“1”，滑片向左移到某一位置時(shí)，R_o與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，由R=$\frac{U}{I}$計(jì)算電路的總電阻，從而計(jì)算出滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值；
再將S連接觸點(diǎn)“2”，L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡電壓，由P=UI計(jì)算其實(shí)際功率；
燈泡電壓等于額定電壓時(shí)正常工作，由此根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)分析可知使小燈泡正常發(fā)光，滑片的移動(dòng)方向．

解答 解：
（1）由圖可知，當(dāng)開關(guān)S接“1”，滑片在右端時(shí)只有R₀連入電路，
由I=$\frac{U}{R}$可得電源電壓：
U=I₁R₀=0.3A×20Ω=6V；
（2）S連接觸點(diǎn)“1”，滑片向左移到某一位置時(shí)，R_o與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，
電路中總電阻：
R=$\frac{U}{{I}_{1}′}$=$\frac{6V}{0.15A}$=40Ω，
由串聯(lián)電路的電阻關(guān)系可得此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值：
R_滑=R-R₀=40Ω-20Ω=20Ω；
再將S連接“2”，L與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)串聯(lián)，
所以此時(shí)電路中電流：I₂=I_L=I_滑=0.2A，
所以此時(shí)燈泡兩端電壓：
U_L=U-U_滑=6V-0.2A×20Ω=2V，
所以燈泡的實(shí)際功率：
P_實(shí)=U_LI₂=2V×0.2A=0.4W；
因?yàn)闊襞蓦妷旱陀谄漕~定電壓，為使燈泡正常發(fā)光應(yīng)增大燈泡電壓，減小變阻器兩端電壓，由串聯(lián)電路的分壓原理可知，滑片應(yīng)向右移動(dòng)，使燈泡電壓等于2.5V為止．
故答案為：（1）6；（2）20；0.4；右．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)和歐姆定律公式和電功率公式的應(yīng)用，正確分析電路，知道燈泡電壓等于額定電壓時(shí)正常工作是關(guān)鍵．