Question

小明同學做“測定小燈泡的功率”實驗，電源電壓是1.5伏的整數倍（即電源由幾節干電池串聯組成），滑動變阻器標有“50Ω 2A”字樣，小燈標有“0.3A”字樣，且額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個，額定功率在1.0瓦～1.9瓦之間．他正確連接電路，閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，當觀察到電流表的示數為________安時，小燈正常發光，發現滑片在中點附近某位置．
①畫出實驗電路圖：________．
②請根據相關信息計算出小燈的額定功率．________（需寫出計算過程）

Answer 1

0.3        當小燈泡的額定電壓為4.5V時，額定功率P_額=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
或：當小燈泡的額定電壓為6.3V時，額定功率P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W．
分析：（1）由燈泡標有“0.3A”字樣，可判斷燈泡正常工作的電流為0.3A．
（2）根據伏安法測功率的原理和各元件的作用分析設計．
（3）首先由燈泡的功率大體值判斷出電源電壓；根據電源電壓確定燈泡的額定電壓，即可利用P=UI，求燈泡的額定功率．
解答：因為燈泡上標有“0.3A”字樣，即可判斷：小燈正常發光時的電流為0.3A，所以閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，觀察到電流表的示數應為0.3A時，小燈正常發光，
（1）“測定小燈泡的功率”實驗中，需要用電壓表測量燈泡兩端的電壓，即電壓表與燈泡并聯；電流表測量通過燈泡的電流，即電流表要與燈泡串聯，同時為保護電路和改變電路中的電流，需串聯一個滑動變阻器；故實驗電路如圖：

（2）由題意可知：額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個；且電源電壓是1.5伏的整數倍，
而滑動變阻器因滑片在中點附近某位置上，所以兩端的電壓約為：U′=R′×0.3A=×50Ω×0.3A=7.5V；
①若小燈的額定電壓為3.8V，則電源電壓U為：3.8V+7.5V=11.3V，即為12V；
∴滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==27.3Ω；
②若小燈的額定電壓為4.5V，則電源電壓U為：4.5V+7.5V=12V，即為12V，
滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==25Ω；
③若小燈的額定電壓為6.3伏，則電源電壓U為：7.5V+6.3V=13.8V，因13.8V略大于13.5V，所以應為13.5V或15V；
滑動變阻器連入電路的阻值為：R₁==24Ω；或：R₁==29Ω；
由上分析，結合額定電壓為“3.8V”、“4.5V”和“6.3V”中的一個，
所以滑動變阻器滑片最靠近中點位置的是：小燈泡的額定電壓為4.5V或6.3V時，
∴當小燈泡的額定電壓為4.5V時，額定功率P_額=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
或：當小燈泡的額定電壓為6.3V時，額定功率P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W；
且燈泡的額定功率在1.0瓦～1.9瓦之間．
故答案為：0.3；（1）圖略；（2）當小燈泡的額定電壓為4.5V時，額定功率P_額=U_額I_額=4.5V×0.3A=1.35W；
或：當小燈泡的額定電壓為6.3V時，額定功率P_額=U_額I_額=6.3V×0.3A=1.89W．
點評：本題的已知條件都不是很直白，而是根據給定的條件分析得出．關鍵是根據滑動變阻器滑片在中點附近某位置上分析判斷出燈泡的額定電壓，注意已知條件很隱蔽，注意挖掘．