Question

【題目】兩組同學想研究“燈泡亮度改變時電功率的變化”情況。提供的器材有：兩個實驗室用小燈泡（一個字跡模糊，一個標有“1.5 V”）、兩種規格的滑動變阻器（“0~15 Ω”、“0~25 Ω”），電源（電壓相等且保持不變）、電流表和電壓表、開關、導線若干。

兩組同學連接好電路后，調節滑片過程中電表示數和燈的亮度都發生變化，當滑動變阻器滑片位置都恰好在中點時，電壓表示數均為1.5 V，電流表示數也相同，兩燈正常發光（如圖a所示），此時甲組的燈泡比乙組的暗。已知甲組的實驗電路如圖甲所示。

（1）電流表讀數為_______。

（2）請在圖乙中將乙組同學設計的電路圖補充完整。

（3）乙組同學所測燈泡的額定功率為____W。

Answer 1

【答案】 0.2 0.5

【解析】（1）根據圖(a)可知，電流表的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，示數為0.2A；（2）

根據題意“電流表示數也相同，此時甲組的燈泡比乙組的暗”可知，乙組燈泡的實際功率較大，乙組燈泡的實際電壓較大，電源電壓相等且保持不變，根據串聯分壓的知識可知，乙組滑動變阻器分得電壓較小，則乙組的滑動變阻器接入電路的阻值較小，且滑片均在中點，說明乙組同學所選用的滑動變阻器最大阻值較小，其最大阻值為15歐；所以乙組同學所選用的滑動變阻器規格為0～15Ω，甲組所選用的滑動變阻器規格為0～25Ω。當滑片在中點時，甲組滑動變阻器兩端電壓為：U1I×R10.2A××25Ω2.5V；乙組滑動變阻器兩端電壓為：U2I×R20.2A××15Ω1.5V；由于電壓表示數均為1.5V，乙組同學是把電壓表并聯在滑動變阻器的兩端，即標有1.5V的燈是甲。乙組同學設計的電路圖如下圖所示：

（3）因為串聯電路兩端電壓等于各部分電壓之和，并且電源電壓不變，根據甲組同學的數據可知，因此電源電壓：UULU11.5V2.5V4V；此時乙組同學所測燈泡的電壓：UL′UU24V1.5V2.5V，乙組同學所測燈泡的電功率：PUL′I2.5V×0.2A0.5W。