Question

某同學(xué)利用如圖所示的電路圖測小燈泡額定功率，選取的小燈泡上標(biāo)有“0.3A”的字樣，估計(jì)它的額定功率約1.5W左右，電流表的“0～0.6A”和“0～3A”兩個(gè)量程完好，電壓表的“0～3V”量程完好，“0～15V”的量程已損壞．滑動(dòng)變阻器的銘牌標(biāo)有“50Ω 1A”．該同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟正確．閉合開關(guān)時(shí)，電流表和電壓表的示數(shù)分別為0.2A和2V；接著他邊思考邊實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)電路后，當(dāng)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P至滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)（連入電路中的電阻為25Ω）時(shí)，燈泡正常發(fā)光．他依據(jù)有關(guān)測量的數(shù)據(jù)．計(jì)算出了燈泡的額定功率．根據(jù)以上的敘述回答下列問題，

（1）滑動(dòng)變阻器在電路中的作用是：______．
（2）該同學(xué)判斷小燈泡正常發(fā)光的依據(jù)是：______．
（3）在虛線方框中畫出小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電路圖．
（4）小燈泡的額定功率是______W．

Answer 1

解：（1）由電路圖可知，滑動(dòng)變阻器串聯(lián)在電路中，
滑動(dòng)變阻器可以保護(hù)電路，同時(shí)可以改變燈泡電流．
（2）當(dāng)電流表示數(shù)等于燈泡額定電流0.3A時(shí)，燈泡正常發(fā)光．
（3）∵P=UI，∴燈泡額定電壓約為U_L===5V＞3V，
而電壓表0～15V量程已經(jīng)損壞，因此不能用電壓表測燈泡電壓，
可以把電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、燈泡、電流表組成串聯(lián)電路，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示．
（4）閉合開關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為其最大阻值50Ω，
電源電壓U=U_V+IR_滑最大=2V+0.2A×50Ω=12V；燈泡正常發(fā)光時(shí)，
滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值R===25Ω，
燈泡兩端電壓U_L′=U-I′R=12V-0.3A×25Ω=4.5V，
燈泡額定功率P_L=U_L′I′=4.5V×0.3A=1.35W；
故答案為：（1）保護(hù)電路，改變小燈泡電流；
（2）電流表的示數(shù)為0.3A；（3）電路圖如圖所示；（4）1.35．
分析：（1）滑動(dòng)變阻器可以保護(hù)電路，改變燈泡電流．
（2）當(dāng)通過燈泡的電流等于額定電流時(shí)，燈泡正常發(fā)光．
（3）根據(jù)燈泡額定電壓值、實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路．
（4）根據(jù)題意由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電源電壓，然后由串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓，最后由P=UI求出燈泡的額定功率．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了滑動(dòng)變阻器作用、實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、求燈泡額定功率等問題，熟練應(yīng)用串聯(lián)電路特點(diǎn)、歐姆定律、電功率公式是正確求燈泡額定功率的關(guān)鍵．