Question

1．小王作“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有若干節(jié)蓄電池（每節(jié)電壓2V），待測小燈、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵及導(dǎo)線若干，其中待測小燈上只有所標(biāo)“0.25A”（額定功率在0.5瓦～1.5瓦之間）字樣清晰可見．他正確串聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材，然后，將滑動變阻器的滑片移至一端，然后，將電壓表并聯(lián)在電路中，閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出昏暗的光，他移動變阻器的滑片移到另一端，小燈不發(fā)光．
①出現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)想象的原因是：
（a）電源電壓太小
（b）S閉合前滑片在阻值最小處
②小王找到原因后，仍使用原來的小燈泡并適當(dāng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)器材，重新正確進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片至小燈小燈正常發(fā)光時．變阻器進(jìn)入電路的電阻恰好為最大阻值的一半，但此時無法從電壓表V上精確讀出額定電壓，他在電路中再連接一個電壓表V′，小燈正常發(fā)光時，記下了此時電壓表V′和電流表的示數(shù)并相乘，得到的電功率為0.55瓦，請根據(jù)相關(guān)信息求出小燈泡的額定功率．（需寫出計算過程）

Answer 1

分析 ①變阻器的滑片在兩端，分別為最大和最小，根據(jù)燈泡的亮度特點(diǎn)及其關(guān)系判斷出原因；
②首先可根據(jù)變阻器的功率得出變阻器兩端的電壓，根據(jù)燈泡的額定電流和額定功率范圍可得出燈泡的額定電壓范圍，然后根據(jù)電源電壓為2V的整數(shù)倍及串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得出燈泡的額定電壓可能值，從而可計算出燈泡的額定電功率．

解答 解：①閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)出昏暗的光，他移動變阻器的滑片移到另一端，小燈泡不發(fā)光了，說明開始燈泡兩端的電壓較大，變阻器的阻值最小，則開關(guān)閉合前，未將滑動變阻器的滑片在最小阻值處了；
當(dāng)變阻器的阻值最小時，燈泡發(fā)光昏暗，說明電源電壓太低了；
②由P=UI得，燈泡的額定電壓最小為：U_小=$\frac{{P}_{小}}{I}$=$\frac{0.5W}{0.25A}$=2V；最大為：U_大=$\frac{{P}_{大}}{I}$=$\frac{1.5W}{0.25A}$=6V；
滑動變阻器兩端的電壓為：U_滑=$\frac{{P}_{滑}}{I}$=$\frac{0.55W}{0.25A}$=2.2V，
又因?yàn)闊襞菖c變阻器串聯(lián)，所以U=U_滑+U_額
2V≤U_額≤6V
4.2V≤U≤8.2V
當(dāng)U=6V
U_額=U‐U_滑=6V‐2.2V=3.8V
P_額=U_額I_額=3.8V×0.25A=0.95W
當(dāng)U=8V
U_額=U‐U_滑=8V‐2.2V=5.8V
P_額=U_額I_額=5.8V×0.25A=1.45W
故答案為：①電源電壓太小；S閉合前滑片在阻值最小處；②0.95W或1.45W．

點(diǎn)評 本題是測量小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，考查了對實(shí)驗(yàn)問題的分析及額定功率的計算．②是本題的難點(diǎn)，能夠確定電源電壓和燈泡額定電壓的范圍是該題的關(guān)鍵，而且還要注意題目中的隱含條件，即：電源電壓為2V的整數(shù)倍．