Question

【題目】在“測定小燈泡正常發光時的電阻”的實驗中，琪琪和航航設計的電路如圖甲所示，電源電壓恒為4.5V，小燈泡的額定電壓為2.5V．琪琪的實驗過程如下：

（1）她調節滑動變阻器，發現當電壓表的示數為2.5V時，小燈泡不能正常發光，而航航發現了問題，于是繼續向 ﹙選填“左”或“右”﹚端調節滑動變阻器，使電壓表的示數為 V時，小燈泡正常發光．若此時通過小燈泡的電流如圖乙所示，電流為 A．
（2）她倆重新選擇實驗器材，不用電壓表就測出了I額=0.3A的小燈泡的額定功率，設計的電路圖如圖丙所示．請你將下列實驗步驟補充完整，并計算出小燈泡的額定功率﹙電源電壓恒定且未知，滑動變阻器的最大阻值30Ω﹚．
①將滑動變阻器的電阻調到最大，開關S閉合，S1閉合，讀出電流表的示數為0.2A，則電源電壓為V；
②開關S閉合，S1斷開，調節滑動變阻器的滑片使電流為 A時，小燈泡正常發光；
③開關S、S1均閉合，保持 ， 讀出電流表的示數為0.4A；
④小燈泡額定功率P額=W．

Answer 1

【答案】
（1）左；2；0.4
（2）6；0.3；滑動變阻器的滑片位置不變；0.45
【解析】解：（1）由圖甲可知，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，當電壓表的示數為2.5V時，
此時小燈泡兩端的電壓為4.5V﹣2.5V=2V＜2.5V，所以小燈泡不能正常發光，
需要減小滑動變阻器兩端的電壓，根據串聯分壓規律可知應減小滑動變阻器接入電路的阻值，
故應向左端調節滑動變阻器，使電壓表的示數為2V時，小燈泡兩端的電壓為2.5V，小燈泡正常發光．
由圖乙可知，電流表選擇的量程為0～0.6A，分度值為0.02A，電流表的示數為0.4A．（2）①將滑動變阻器的電阻調到最大，開關S閉合，S1閉合，燈泡被短路，電路為滑動變阻器的簡單電路，
讀出電流表的示數為I=0.2A，則電源電壓為U=IR最大=0.2A×30Ω=6V；②開關S閉合，S1斷開，燈泡與滑動變阻器串聯，要使小燈泡正常發光，
調節滑動變阻器的滑片使電流等于其額定電流 0.3A；③關S、S1均閉合，保持滑動變阻器的滑片位置不變，讀出電流表的示數為I′=0.4A；
燈泡被短路，電路為滑動變阻器的簡單電路，
此時滑動變阻器接入電路的阻值：R滑= = =15Ω；④小燈泡正常發光時，燈泡與滑動變阻器串聯，
滑動變阻器兩端的電壓：U滑=I額R滑=0.3A×15Ω=4.5V，
根據串聯電路電壓規律可知，小燈泡的額定電壓：
U額=U﹣U滑=6V﹣4.5V=1.5V，
則小燈泡額定功率P額=U額I額=1.5V×0.3A=0.45W．
所以答案是：（1）左；2；0.4；（2）①6；②0.3；③滑動變阻器的滑片位置不變；④0.45．