Question

【題目】某同學在“測定小燈泡的電功率”實驗中，所用電源(為2伏的整數(shù)倍)保持不變，小燈標有“2.2V”字樣。他連接好電路，移動滑片使變阻器的阻值最大。閉合開關(guān)，觀察到兩電表示數(shù)如圖 (a)、(b)所示，此時電壓表的示數(shù)為__________伏；然后移動滑動變阻器的滑片使小燈正常發(fā)光，發(fā)現(xiàn)電壓表指針從圖位置變化的角度恰好是電流表指針變化角度的2倍。根據(jù)以上信息可判斷：實驗所用滑動變阻器的最大阻值為______歐，當他觀察到電壓表的示數(shù)為_________伏時小燈正常發(fā)光，小燈的額定功率為______瓦。

Answer 1

【答案】2.8 20 1.8 0.528

【解析】

[1]如圖(a)所示，電壓表選擇的量程是0~3V，分度值是0.1V，指針所指位置的示數(shù)是2.8V。

[2]電壓表示數(shù)是2.8V遠大于小燈泡的額定電壓2.2V，由此可知，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，由題可知2.8V是滑動變阻器阻值最大時兩端的電壓；若電流表選擇分度值為0.1A的大量程0~3A，電流表此時的示數(shù)即通過電路的電流為0.7A，根據(jù)可得滑動變阻器的最大阻值

若電流表選擇分度值為0.02A的小量程0~0.6A，電流表此時的示數(shù)即通過電路的電流為0.14A，根據(jù)可得滑動變阻器的最大阻值

當移動滑動變阻器的滑片使小燈泡正常發(fā)光時，兩端電壓為額定電壓2.2V，此時滑動變阻器兩端電壓小于2.8V，則電源電壓

由題知小燈泡的額定電壓為2.2V知電源電壓應該大于小燈泡額定電壓，且電源電源電壓是2V的整數(shù)倍，所以電源電壓U為4V，當滑動變阻器接入阻值最大，兩端電壓為2.8V時，根據(jù)分壓原理，此時燈泡兩端電壓為

若電流表選擇分度值為0.1A的大量程0~3A，電流表此時的示數(shù)即通過電路的電流為0.7A，根據(jù)可得小燈泡的電阻

若電流表選擇分度值為0.02A的小量程0~0.6A，電流表此時的示數(shù)即通過電路的電流為0.14A，根據(jù)可得小燈泡的電阻

滑動變阻器的最大阻值為4Ω，小燈泡的電阻約為1.7Ω，不合理；所以電流表選擇的量程是分度值為0.02A的小量程0~0.6A，滑動變阻器的最大阻值為20Ω。

[3]當小燈泡正常發(fā)光時，根據(jù)分壓原理，此時滑動變阻器兩端電壓

所以當他觀察到電壓表的示數(shù)為1.8V時小燈泡正常發(fā)光。

[4]電壓表前后示數(shù)變化了

電壓表選擇的是小量程，分度值為0.1V，即電壓表指針移動格數(shù)為

根據(jù)題中電壓表指針從圖位置變化的角度恰好是電流表指針變化角度的2倍可知電流表指針移動了5個小格；根據(jù)分壓原理滑動變阻器兩端電壓減小了，則電路電流增大，所以當小燈泡正常發(fā)光時，電路電流為

根據(jù)P=UI可得小燈的額定功率