Question

小王做“測定小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有電源（電壓保持不變）、待測小燈、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵及導線若干，其中待測小燈上只有所標“0.22A”（指小燈正常工作電流）字樣清晰可見．他正確連接電路、實驗步驟正確，閉合電鍵，移動變阻器的滑片至小燈正常發(fā)光時，變阻器連入電路恰為最大阻值的一半，但此時無法從電壓表V上精確讀出額定電壓．在上述實驗過程中，電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安．經(jīng)思考后，他在電路中再連接一個電壓表V′并按規(guī)范重新實驗，發(fā)現(xiàn)電壓表V的示數(shù)從2.0伏逐漸變大、電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小．
①請寫出小王將電壓表V′接在電路中的位置．________．
②請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈的額定功率．________（需寫出計算過程）．

Answer 1

電壓表V′并聯(lián)在滑動變阻器的兩端    0.836W
分析：（1）根據(jù)燈泡和滑動變阻器的連接特點，利用歐姆定律分析出各自的電壓變化趨勢即可知道電壓表V′接在電路中的位置；
（2）根據(jù)現(xiàn)象：電壓表V的示數(shù)從2.0伏逐漸變大、電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小，結(jié)合串聯(lián)電路的電壓特點可知電源電壓為6V，由此即可利用歐姆定律和電源電壓不變的特點列出等式求出燈泡的額定電壓值，最后利用P=UI求功率．
當滑片P正好在滑動變阻器的中點上時，求出此時滑動變阻器的阻值；根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點，求出滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律，求出此時電路中的電流，根據(jù)P=UI即可求出燈泡的額定功率．
解答：（1）在“測定小燈泡的電功率”實驗中，待測小燈與滑動變阻器串聯(lián)，規(guī)范實驗時，隨著滑片P的移動，滑動變阻器連入電路的阻值減小，電路中的電流變大，因燈泡的阻值基本不變，根據(jù)U=IR可知：燈泡兩端的電壓會變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知：滑動變阻器兩端的電壓會減小，所以電壓表V′的示數(shù)從4.0伏逐漸變小，表明電壓表V′并聯(lián)在滑動變阻器的兩端．
（2）正確連接電路、實驗步驟正確，剛閉合電鍵時，電壓表的示數(shù)分別是2V和4V，則電源電壓為U=2V+4V=6V；
根據(jù)在實驗過程中電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安可知：此時電路中電流為0.2A，
所以變阻器最大的阻值為R==20Ω，
根據(jù)在實驗過程中電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.22安可知：小燈正常發(fā)光時的電流為0.22A，
當滑片至小燈正常發(fā)光時，因變阻器連入電路恰為最大阻值的一半，所以R′=R=×20Ω=10Ω；
此時滑動變阻器兩端的電壓為U′=IR′=0.22A×10Ω=2.2V，
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點得：燈泡的額定電壓U_額=U-U′=6V=2.2V=3.8V．
則P_額=U_額I=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案為：電壓表V′并聯(lián)在滑動變阻器的兩端；0.836W．
點評：本題考查燈泡功率的測量，一定掌握串聯(lián)電路電流、電壓特點，會靈活應(yīng)用歐姆定律和功率公式．關(guān)鍵是明確實驗原理和電路連接．