Question

【題目】現有器材：電源（電壓有2、4、6、8、10和12伏六檔）、電流表、電壓表和電鍵各兩個，滑動變阻器（標有“20歐 2安”字樣）、待測小燈泡（標有“2.2伏”字樣）和待測電阻Rx各一個，以及導線若干、小華要做“用電流表、電壓表測電阻”實驗，小紅同時要做“測定小燈泡的電功率”實驗，但由于變阻器只有一個，兩位同學討論后，設計實驗方案并分配器材，然后使用各自分得的器材進行實驗，實驗中，小華發現電路中電流表的最小示數為0.2安；小紅觀察到當小燈泡正常發光時電流表的示數為0.3安

（1）根據小華實驗的相關信息

（a）畫出小華實驗的電路圖；

（___）

（b）電流最小時測得的電阻值Rx為_____歐

（2）根據小紅實驗的相關信息

（a）計算小燈泡的額定功率P額＝_____

（b）計算說明實驗中小紅選擇的電源電壓檔位_____

Answer 1

【答案】（1）（a）； （b）10； （2）（a）0.66W； （b）4V、6V、8V

【解析】

（1）（a）根據已知條件和燈的額定電壓為2.2V，因小紅觀察到小燈正常發光時可確定小紅實驗中有變阻器，而小華實驗中沒有滑動變阻器，據此畫出電路圖；（b）在上面的電路中，當電源電壓最小時，電流表示數最小，由歐姆定律求電阻大小；（2）（a）根據已知條件，由P＝UI求燈的額定功率；（b）小紅實驗中，根據燈正常發光可確定電源電壓大于多少；當變阻器的最大電阻連入電路中時，根據串聯電路電壓的規律和歐姆定律可求出電源電壓最大值，從而得出小紅實驗中選擇的電源電壓檔位。

（1）（a）小華做測電阻的實驗，小紅做測小燈泡功率實驗，但由于只有一個滑動變阻器，實驗中，因待測小燈上標有2.2V字樣，表示燈的額定電壓為2.2V，小紅觀察到小燈正常發光時，電壓應該為2.2V，而電源電壓為2V，4V，6V，8V，10V，12V六檔，故小紅實驗中需要有滑動變器來調節燈泡兩端的電壓為2.2V；所以小華實驗中沒有滑動變阻器，故小華實驗的電路圖如下所示：

（b）在上面的電路中，當電源電壓最小為2V時，電流表示數最小為0.2A，由歐姆定律，電阻： Rx＝＝＝10Ω；（2）（a）小紅觀察到小燈正常發光時，電流表的示數為0.3安，燈的額定功率： P＝ULIL＝2.2V×0.3A＝0.66W；（b）因小紅實驗中，燈正常發光，故U≥2.2V﹣﹣﹣﹣﹣①

小紅實驗中，燈與變阻器串聯，當變阻器的最大電阻連入電路中時，根據歐姆定律和串聯電路電壓的規律，電源電壓最大值： U＝UL+IL×R滑大＝2.2V+0.3A×20Ω＝8.2V﹣﹣﹣﹣﹣②，由①②得：小紅實驗中選擇的電源電壓檔位為4V、6V、8V。