Question

10．某同學(xué)在做“測定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中，電源電壓為6伏，滑動變阻器上標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣，小燈泡的額定電壓為3.8伏．實(shí)驗(yàn)時該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電壓表0-15伏量程檔壞了，其他器材都完好．連接正確電路后閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片，測得電壓為3伏；然后該同學(xué)又改變電壓表的位置，組成一個新的電路，移動滑動變阻器的滑片到中點(diǎn)時，小燈泡正常發(fā)光，則：
（1）在方框內(nèi)畫出該同學(xué)調(diào)整電壓表位置后的實(shí)驗(yàn)電路圖．
（2）他判斷小燈泡正常發(fā)光的理由是當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2.2伏時小燈正常發(fā)光，小燈泡的額定功率為0.836瓦．

Answer 1

分析 （1）燈泡額定電壓大于電壓表最大量程，可以將電壓表與滑動變阻器并聯(lián)，當(dāng)滑動變阻器兩端的電壓為2.2V時，小燈泡兩端的電壓等于3.8V，通過調(diào)節(jié)變阻器阻值，即可讓燈泡兩端電壓達(dá)到額定值3.8V．所以據(jù)題目可知，此時第一個電路圖是將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，第二個電路圖是將電壓表并聯(lián)在變阻器兩端；
（2）據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律分析即可判斷；
（3）據(jù)題目中的數(shù)據(jù)，結(jié)合電功率的計(jì)算公式分析即可解決．

解答 解：（1）據(jù)上面的分析可知，燈泡額定電壓大于電壓表最大量程，所以若將電壓表直接并聯(lián)在燈泡兩端是不能使得燈泡正常發(fā)光的，故該同學(xué)設(shè)計(jì)的第一個電路圖是將電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，第二個電路圖是將電壓表并聯(lián)在變阻器兩端，且圖是正確的；見下圖：

（2）據(jù)串聯(lián)電路中各部分電壓之和等于總電壓的特點(diǎn)可知，此時是只需要將電壓表調(diào)至2.2V，即此時燈泡的電壓是U=6V-2.2V=3.8V，即此時燈泡正常工作；
（3）據(jù)圖可知，若小燈泡正常發(fā)光，這時電流表的示數(shù)為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{2.2V}{10Ω}$=0.22A，據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等可知，此時燈泡的額定電流就是0.22A，其額定電壓是3.8V，故其額定功率是：P=UI=3.8V×0.22A=0.836W；
故答案為：
（1）如上圖．
（2）當(dāng)觀察到電壓表示數(shù)為2.2伏時小燈正常發(fā)光．
（3）0.836．

點(diǎn)評 本題是一道考查測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)探究題，解決本題的關(guān)鍵是理解串聯(lián)電路電壓和電流的特點(diǎn)．