Question

10．小王做“測(cè)定小燈泡電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓保持不變）、待測(cè)小燈、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（“50Ω 1A”、“20Ω 1A”兩種規(guī)格）、電鍵及導(dǎo)線若干，其中待測(cè)小燈上只有所標(biāo)“0.18A”（指小燈正常工作電流）字樣清晰可見(jiàn)．他連接電路，閉合電鍵，接著他移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大，電壓表示數(shù)始終為6伏，當(dāng)滑片恰好移動(dòng)到中點(diǎn)位置時(shí)，小燈正常發(fā)光．他經(jīng)過(guò)思考分析，在沒(méi)有更換實(shí)驗(yàn)器材的情況下重新正確連接電路，并規(guī)范操作，閉合電鍵發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)分別為0.12安和3.6伏．
（1）請(qǐng)說(shuō)明小王判斷小燈正常發(fā)光的理由：電流表的示數(shù)恰好等于0.18A．
（2）實(shí)驗(yàn)中所用滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20歐，電源電壓為6伏，小燈泡的額定功率為0.756瓦．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)通過(guò)燈的電流為0.18A時(shí)，燈正常發(fā)光，由此判斷燈泡是否正確發(fā)光；
（2）由閉合電鍵后移動(dòng)滑片，電壓表示數(shù)始終為6伏，判斷電壓表所測(cè)電壓，從而可知電源電壓；
閉合電鍵，接著他移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)逐漸增大，電壓表示數(shù)不變，根據(jù)分壓原理判斷電壓表的連接位置；
由正確連接電路，并規(guī)范操作，閉合電鍵發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表示數(shù)分別為0.12A和3.6V，由此根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算變阻器的最大阻值；
由滑片恰好移動(dòng)到中點(diǎn)位置時(shí)，小燈正常發(fā)光，根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律計(jì)算燈泡兩端電壓，由P=UI計(jì)算燈的額定功率．

解答 解：
（1）待測(cè)小燈上標(biāo)有“0.18A”（指小燈正常工作電流），所以，當(dāng)電流表示數(shù)為0.18A時(shí)，燈正常工作；
（2）他連接電路，閉合電鍵，移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)不變，說(shuō)明電壓表測(cè)量的是電源電壓，故電源電壓為6V；
重新正確連接電路，電壓表應(yīng)測(cè)的是燈泡兩端電壓，此時(shí)電壓表示數(shù)為3.6伏，
閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)在最大值處，由串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律可得，此時(shí)變阻器連入電路中的電阻大小：
R′=$\frac{U'}{I}$=$\frac{U-{U}_{L}}{I}$=$\frac{6V-3.6V}{0.12A}$=20Ω，
所以選用的是“20Ω 1A”變阻器；
根據(jù)當(dāng)滑片移動(dòng)到中點(diǎn)位置時(shí)，小燈正常發(fā)光，電路中電流：I′=I_額=0.18A，
此時(shí)燈泡兩端電壓達(dá)到額定電壓，所以：
U_額=U-U_滑=U-I′×$\frac{1}{2}$R′=6V-0.18A×$\frac{1}{2}$×20Ω=4.2V，
小燈泡的額定功率為：P_額=U_額I_額=4.2V×0.18A=0.756W．
故答案為：（1）電流表的示數(shù)恰好等于0.18A；（2）20；6；0.756．

點(diǎn)評(píng) 本題是測(cè)定小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了串聯(lián)電路特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)的操作等，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷電源電壓和電壓表的所測(cè)量是關(guān)鍵，還要知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和電流分別等于其額定電壓和額定電流．