Question

小明同學(xué)做“測定小燈泡的功率”實驗，電源電壓是1.5伏的整數(shù)倍（即電源由幾節(jié)干電池串聯(lián)組成），滑動變阻器標有“50Ω 2A”字樣，小燈標有“0.3A”字樣，且額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個，額定功率在1.0瓦～1.9瓦之間．他正確連接電路，閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，當觀察到電流表的示數(shù)為______安時，小燈正常發(fā)光，發(fā)現(xiàn)滑片在中點附近某位置．
①畫出實驗電路圖：______．
②請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈的額定功率．______（需寫出計算過程）

Answer 1

【答案】分析：（1）由燈泡標有“0.3A”字樣，可判斷燈泡正常工作的電流為0.3A．
（2）根據(jù)伏安法測功率的原理和各元件的作用分析設(shè)計．
（3）首先由燈泡的功率大體值判斷出電源電壓；根據(jù)電源電壓確定燈泡的額定電壓，即可利用P=UI，求燈泡的額定功率．
解答：解：因為燈泡上標有“0.3A”字樣，即可判斷：小燈正常發(fā)光時的電流為0.3A，所以閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，觀察到電流表的示數(shù)應(yīng)為0.3A時，小燈正常發(fā)光，
（1）“測定小燈泡的功率”實驗中，需要用電壓表測量燈泡兩端的電壓，即電壓表與燈泡并聯(lián)；電流表測量通過燈泡的電流，即電流表要與燈泡串聯(lián)，同時為保護電路和改變電路中的電流，需串聯(lián)一個滑動變阻器；故實驗電路如圖：

（2）由題意可知：額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個；且電源電壓是1.5伏的整數(shù)倍，
而滑動變阻器因滑片在中點附近某位置上，所以兩端的電壓約為：U′=R′×0.3A=×50Ω×0.3A=7.5V；
①若小燈的額定電壓為3.8V，則電源電壓U為：3.8V+7.5V=11.3V，即為12V；
∴滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==27.3Ω；
②若小燈的額定電壓為4.5V，則電源電壓U為：4.5V+7.5V=12V，即為12V，
滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==25Ω；
③若小燈的額定電壓為6.3伏，則電源電壓U為：7.5V+6.3V=13.8V，因13.8V略大于13.5V，所以應(yīng)為13.5V或15V；
滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==24Ω；或：R₁==29Ω；
由上分析，結(jié)合額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個，
所以滑動變阻器滑片最靠近中點位置的是：小燈泡的額定電壓為4.5V或6.3V時，
∴當小燈泡的額定電壓為4.5V時，額定功率P_額=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
或：當小燈泡的額定電壓為6.3V時，額定功率P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W；
且燈泡的額定功率在1.0瓦～1.9瓦之間．
故答案為：0.3；（1）圖略；（2）當小燈泡的額定電壓為4.5V時，額定功率P_額=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
或：當小燈泡的額定電壓為6.3V時，額定功率P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W．
點評：本題的已知條件都不是很直白，而是根據(jù)給定的條件分析得出．關(guān)鍵是根據(jù)滑動變阻器滑片在中點附近某位置上分析判斷出燈泡的額定電壓，注意已知條件很隱蔽，注意挖掘．