Question

小明同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，器材齊全、完好，電源電壓為1.5伏的整數倍（即電源由幾節干電池串聯組成），小燈標有“2.2V”字樣，滑動變阻器標有“5Ω 1A”字樣．小明正確連接電路且操作規范．當滑片在變阻器某一端點的電表示數如圖所示，則電流表的示數為

 

安，電源電壓為

 

伏．當小燈正常發光時變阻器的滑片恰好位于中點處（即該變阻器連入電路的電阻為2.5歐），此時電壓表的示數為

 

伏，電流表的示數為

 

安，小燈的額定功率為

 

瓦．

Answer 1

分析：（1）燈泡額定電壓為2.2V，電壓表選擇0～3V量程，電源電壓為1.5V的整倍數，電源電壓至少為3V，滑片在某一端點時，電壓表示數為1.6V，可知滑動變阻器處于最大阻值處．
滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，如果選0～3A量程，電流表讀數為1.4A，超過滑動變阻器允許通過的最大電流，會損壞滑動變阻器，所以電流表選擇0～0.6A量程，讀出電流表示數．
（2）由滑動變阻器的最大阻值和電流，求出滑動變阻器電壓，讀出燈泡電壓，根據串聯電路電壓特點，求出電源電壓．
（3）當滑片處于中點時，燈泡正常工作，燈泡兩端電壓為2.2V，根據串聯電路電壓特點，求出滑動變阻器電壓．
又知滑動變阻器連入電路電阻，求此時電路電流，即電流表示數，即燈泡額定電流．
（4）知道燈泡的額定電壓和額定電流，根據P=UI，計算燈泡額定功率．

解答：解：燈泡額定電壓為2.2V，電壓表選擇0～3V量程，測燈泡額定功率，電源電壓至少為3V．
滑片在某一端點時，電壓表示數為1.6V，可判斷滑動變阻器在最大阻值處．
電流表如果選擇0～3A量程，示數為1.4A，實驗時會超過滑動變阻器允許通過的最大電流1A，會損壞滑動變阻器．
所以電流表選擇0～0.6A量程，示數為0.28A．
所以滑動變阻器電壓為：U=IR=0.28A×5Ω=1.4V．
所以電源電壓為：U_總=U+U_L=1.4V+1.6V=3V．
滑片處于中間時，燈泡正常工作，電壓表測燈泡電壓，所以電壓表示數為2.2V．
滑動變阻器電壓為：U′=U_總-U_L′=3V-2.2V=0.8V．
所以滑動變阻器電流為：I=

U′

R′

=

0.8V

2.5Ω

=0.32A．
所以燈泡額定電流為：I_L′=I=0.32A．
所以燈泡額定功率為：P=U_L′I_L′=2.2V×0.32A=0.704W．
故答案為：0.28；3；2.2；0.32；0.704．

點評：判斷電壓表和電流表的量程是解決本題的關鍵．
電壓表的量程是由燈泡的額定電壓確定．
電流表的量程，由滑動變阻器允許通過的最大電流值和電流表指針的位置判斷，這種形式很少見．
本題質量很高，難度不在于計算而在于思維的多變性．