Question

【題目】小致在做“測量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)被測小燈泡的額定電流為0.3A，燈絲電阻在10Ω~15Ω之間，所提供的器材有電壓表、電流表、電源（電壓恒為6V）、開關(guān)各一個(gè)，滑動變阻器（“ 5Ω 2A ”、“20Ω 1A ”）兩個(gè)，導(dǎo)線若干。

（1）小致選用的滑動變阻器的規(guī)格為_____（選填銘牌）

（2）閉合開關(guān)，移動滑片，當(dāng)電流表的示數(shù)為0.3A時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖乙所示，小燈泡的額定電壓是 _____V，額定功率P額=_____W，實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)電路中的電流為0.15A 時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率P實(shí)_____P額（選填“>”、“<”或“=”）。

（3）測完小燈泡的電功率后，小致又拿來一個(gè)小燈泡，這次他沒用電壓表，但多用了一個(gè)開關(guān)，設(shè)計(jì)了如圖丙所示的電路，也測出了這個(gè)小燈泡的額定功率。在圖丙電路中，己知電源電壓為U，小燈泡的額定電流為I額，兩電表選取的量程合適。請完成下列填空：

①只閉合開關(guān)S，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為I額；

②_____，記下電流表的示數(shù)為I；

小燈泡額定功率的表達(dá)式P額=_____。

Answer 1

【答案】20Ω，1A 4 1.2 < 再閉合開關(guān)S1（或同時(shí)閉合開關(guān)S、S1；或S、S1都閉合）

【解析】

(1)[1]小燈泡的額定電流I額=0.3A，電源電壓U電源=6V，此時(shí)電路中的總電阻為

==20Ω

燈絲電阻在10Ω~15Ω之間，所以要確保電路中的總電阻能達(dá)到20Ω，選用的滑動變阻器的規(guī)格應(yīng)該為“20Ω 1A ”。

(2)[2][3]此時(shí)電路中的總電阻等于20Ω，因?yàn)闊艚z電阻在10Ω~15Ω之間所以滑動變阻器接入的阻值最大為10Ω，此時(shí)小燈泡兩端的電壓最小為3V，所以要保證電壓表不會損壞，電壓表接入的量程應(yīng)該為0~15V，所以圖中電壓表的示數(shù)為U=4V，又因?yàn)?/span>I額=0.3A，所以有

=4V×0.3A=1.2W

[4] 當(dāng)電路中的電流為0.15A 時(shí)，此時(shí)的電流是小于小燈泡的額定電流0.3A的，所以此時(shí)小燈泡的實(shí)際功率小于小燈泡的額定功率，即P實(shí)<P額。

(3)[5]接下來的步驟為：再閉合開關(guān)S1或同時(shí)閉合開關(guān)S、S1或S、S1都閉合。

[6]只閉合開關(guān)S，移動滑片P，使電流表的示數(shù)為I額，這時(shí)

U電源=I額（R燈+R滑動）

當(dāng)再閉合開關(guān)S1之后，有

U電源=IR滑動

由這兩個(gè)式子可以得出

當(dāng)只閉合開關(guān)S時(shí)，小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路中用電器兩端電壓之比等于電阻之比可知

U燈=

則有

=