Question

16．在測定小燈泡的電功率實驗中，實驗器材齊全并完好，其中：電源電壓為6V且不變，待用滑動變阻器有兩種規(guī)格（分別為“10Ω  3A”、“20Ω  2A”），所用小燈泡是額定電壓為“2.2V”、“3.8V”和“4.5V”中的一個，估計小燈泡的額定功率在1.8W以內(nèi)．

連接電路，閉合開關(guān)后，移動變阻器的滑片，當滑片在中點附近某位置時，小燈泡接近正常發(fā)光，此時電流表、電壓表的示數(shù)如圖所示．確定小燈泡的額定電壓后，稍許移動滑片的位置使小燈泡正常發(fā)光，此時電流表指針的位置相差一格．
（1）如圖正確連接電路，開關(guān)閉合前滑片應移至最左端．
（2）小燈泡的額定電流為0.44A．
（3）小燈泡的額定功率為0.968W．
（4）所有變阻器的規(guī)格為20Ω、2A．

Answer 1

分析 （1）為了保護電路，閉合開關(guān)前滑片應放在阻值最大處；
（2）知道小燈的額定功率在1.8瓦以內(nèi)和最小電壓，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出燈泡的最大電流的可能值，結(jié)合電壓表指針的位置確定電流表的量程，讀出電流表的示數(shù)；
（3）根據(jù)電源的電壓和電壓表指針的位置確定燈泡正常發(fā)光時電壓表量程，根據(jù)電壓表的分度值讀出示數(shù)讀出電壓表的示數(shù)；當電壓表并聯(lián)在燈泡兩端時，根據(jù)小燈正常發(fā)光時電流表指針的位置恰好跟圖中電流表指針的位置相差一格確定燈泡的額定電壓，再根據(jù)電壓表的示數(shù)到燈泡額定電壓示數(shù)的變化分析燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；
（4）根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，利用歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的電阻，利用此時滑動變阻器接近中間位置確定滑動變阻器的規(guī)格．

解答 解：（1）為了保護電路，閉合開關(guān)前滑片應放在阻值最大處；
（2）估計小燈的額定功率在1.8瓦以內(nèi)，最小可能的額定電壓為2.2V，
根據(jù)P=UI可知，燈泡的最大可能為：
I_max=$\frac{P}{{U}_{min}}$=$\frac{1.8W}{2.2V}$≈0.82A，
結(jié)合電流表指針的位置可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數(shù)為0.42A；
電源的電壓為6V，結(jié)合電壓表指針的位置可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，示數(shù)為2V，
因為燈泡正常發(fā)光時電流表指針的位置恰好跟圖中電流表指針的位置相差一格，
所以燈泡正常發(fā)光時的電壓為2.2V，
要使燈泡兩端的電壓由2V變?yōu)?.2V，則應減小滑動變阻器接入電路中的電阻，增大電路中的電流，則燈泡的額定電流為0.44A；
（3）則額定功率可能為：
P_額=U_額I_額=2.2V×0.44A=0.968W，
（4）因為串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以此時滑動變阻器兩端的電壓：
U_變=U-U_L=6V-2.2V=3.8V，
滑動變阻器接入電路中的電阻：
R_變=$\frac{{U}_{變}}{{I}_{額}}$=$\frac{3.8V}{0.44A}$≈8.64Ω，
因為滑動變阻器接近中間位置，
所以變阻器的規(guī)格為“20Ω、2A”；
故答案為：（1）左；（2）0.44；（3）0.968；（4）20Ω、2A．

點評 本題查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡額定電流不肯能超過的值結(jié)合電流表指針的位置確定電流表的示數(shù)和根據(jù)滑動變阻器接近位于中間位置確定滑動變阻器的規(guī)格．