Question

【題目】某實驗小組做“測定小燈泡的電功率”實驗，所用器材包括電源（電壓為2伏的整數倍）、小燈泡（標有0.3A字樣）、電流表、電壓表、滑動變阻器、電鍵以及若干導線。正確連接電路后，當滑片P在某一端時，閉合電鍵S，觀察到電壓表示數為2伏，電流表示數為0.2安；當滑片P從某一端向另一端移動約距離時，觀察到電壓表示數為2.8伏，電流表示數為0.24安；繼續移動滑片P，當小燈泡正常發光時，電壓表示數如圖所示。

（1）實驗過程中用到的電源電壓U____和滑動變阻器的最大阻值__________。（需寫出計算過程）

（2）為了能精準測得小燈正常發光時電功率，小組討論后設計了如下方案：

將電壓表V并在小燈泡兩端，移動滑片P，使電壓表示數為3伏；保持滑片P位置不變，斷開電鍵，將電壓表V并在滑動變阻器兩端；繼續移動滑片P，當小燈正常發光時，讀出電壓表示數。老師看了該方案后，建議做進一步完善。請你幫助他們補充完整：__________。

Answer 1

【答案】 6V 20Ω 見解析

【解析】解：（1）正確連接電路后，燈與變阻器串聯，電壓表并聯在燈的兩端，為保護電路，閉合開關前，變阻器最大電阻連入電路中，故閉合電鍵S，觀察到電壓表示數為2伏，電流表示數為0.2安；根據串聯電路的規律和歐姆定律，電源電壓：U＝U1+I1R滑＝2V+0.2A×R滑，﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，當滑片P從某一端（最大電阻值的一端）向另一端移動約距離時，變阻器連入電路中的電阻為R滑，觀察到電壓表示數為2.8伏，電流表示數為0.24安；

根據串聯電路的規律和歐姆定律，電源電壓：U＝U2+I2×R滑＝2.8V+0.24A×R滑﹣﹣﹣②，

由①②得：2V+0.2A×R滑＝2.8V+0.24A×R滑；R滑＝20Ω，電源電壓：U＝2V+0.2A×20Ω＝6V

（2）燈正常發光時，電壓表選用大量程，分度值為0.5V，燈的額定電壓為3.5V，

斷開開關，將電壓表0﹣3V并聯在變阻器的兩端，當電流表的示數為0.3A時，燈正常發光，讀出電壓表的示數UV，根據串聯電路電壓的規律，燈的額定電壓為6V﹣UV，則燈的額定功率為：P＝ULIL＝（6V﹣UV）0.3A。