Question

【題目】某同學在做“測定小燈泡的電功率”實驗中，器材齊全、完好，電源由幾節干電池組成（電壓為1.5 V的整數倍且保持不變），待測小燈泡標有“0.2 A”字樣，滑動變阻器標有“20 Ω 2 A”字樣。

（1）他按圖甲連接電路，閉合開關S后，觀察到電表的示數分別為1.3 V和0.16 A，繼續移動變阻器的滑片，發現兩電表的示數均不發生變化，則其原因是__________________________________________，電源的電壓為_______V。

（2）經過思考，該同學發現操作中的不當之處，重新正確連接電路進行實驗，他移動變阻器的滑片，當電流表示數為_____A時小燈泡正常發光，此時滑片的位置恰好在變阻器中點上，則小燈泡的額定功率為_____W。

（3）該同學在移動變阻器滑片的過程中，若發現電壓表的示數如圖乙所示，則與其正常發光的亮度相比，此時小燈泡的亮度情況是_______。

Answer 1

【答案】將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路4.50.20.5更亮些

【解析】

（1）根據題意知道，閉合電鍵，電壓表示數是UV =1.3V，電流表示數是I=0.16A，當移動變阻器的滑片時，若發現兩電表的示數均不發生變化，則說明變阻器失去了變阻作用，又因為電壓表示數小于一節干電池的電壓，故變阻器接入電路中電阻應不是0，所以其原因應是：將變阻器的下面兩個接線柱連入了電路；即滑動變阻器接入電路電阻是R滑 =20Ω，由歐姆定律知道，此時滑動變阻器兩端的電壓是：U滑 =IR滑 =0.16A×20Ω=3.2V，由串聯電路電壓的規律可知，電源電壓是：U=U滑 +UV =3.2V+1.3V=4.5V。

（2）因為待測小燈泡標有“0.2 A”字樣，所以，當電流表示數是I=0.2A時，小燈泡正常發光，且此時滑動變阻器接入電路中的阻值是：R'滑 =R滑/2 =10Ω，所以，滑動變阻器兩端的電壓是：U'滑 =IR'滑 =0.2A×10Ω=2V，小燈泡兩端的電壓是：U燈 =U-U'滑=4.5V-2V=2.5V，所以，燈泡的額定功率是：P=IU燈 =0.2A×2.5V=0.5W；

（3）由電路圖知道，電壓表測量的是燈泡的電壓，所以當電壓表的示數如圖乙所示時，由于電壓表選用的是大量程，所以示數是3V，由（2）知道燈泡的額定電壓是U燈= 2.5V，即此時大于額定電壓，由P=U2/R知道，燈泡實際功率大于額定功率，所以相對于燈泡正常發光此時燈泡會亮些。