Question

某小組同學做“測定小燈泡功率”的實驗．所有實驗器材均完好，共有四個滑動變阻器待用，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）該組同學首先選取變阻器C進行實驗，他們按照正確的方法進行實驗操作，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，而小燈好像沒有發(fā)光．該組同學實驗室所選的電源電壓為

 

伏．
（2）該組同學接著移動變阻器的滑片，觀察到當滑片在變阻器最大阻值的

1

4

位置附近滑動時，小燈接近正常發(fā)光，但是此時移動變阻器的滑片，電壓表的示數(shù)很難比較精確地達到3.8伏．于是該組同學換了個變阻器進行實驗，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）該組同學最后通過討論、選取了合適的變阻器，并完成了實驗．他們發(fā)現(xiàn)當滑片在中點時小燈正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖所示，則小燈的額定電流為

 

安，小燈的額定功率為

 

瓦．

Answer 1

分析：（1）閉合電鍵后，滑動變阻器處于最大阻值處，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓；
（2）根據(jù)小燈泡正常發(fā)光時滑片在變阻器最大阻值的

1

4

位置附近得出滑動變阻器接入電路電阻的大約值，再根據(jù)串聯(lián)電路的分壓特點判斷換接滑動變阻器后的最大阻值即可得出答案；
（3）根據(jù)以上分析可知滑動變阻器選取的規(guī)格，根據(jù)滑片在中點時小燈正常發(fā)光可知滑動變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可得滑動變阻器兩端的電壓，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．

解答：解：（1）閉合電鍵后，滑動變阻器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，滑片在變阻器最大阻值的

1

4

位置附近，
則滑動變阻器接入電路的電阻R_滑′=

1

4

×50Ω=12.5Ω，
換接滑動變阻器后，滑動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)略大于額定電壓說明滑動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，滑動變阻器選20Ω 2A的B，
燈泡正常發(fā)光時的電壓為3.8V，滑動變阻器接入電路的電阻R_滑″=

1

2

×20Ω=10Ω，
電路中的電流約為I′=

U-UL

R滑

=

6V-3.8V

10Ω

=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．

點評：本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率的應用，關鍵是根據(jù)題意得出符合要求的滑動變阻器，對學生綜合運用所學知識的能力要求較高．