Question

12．小華同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，且用電源電壓為6伏且不變、待測(cè)小燈（標(biāo)有“3.8V”字樣）、電壓表、電流表、兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器（標(biāo)有“10Ω 2A”和“50Ω 2A”字樣）、電鍵以及導(dǎo)線若干．為了能通過(guò)電壓表的示數(shù)來(lái)準(zhǔn)確判斷小燈是否正常發(fā)光，小華想了一個(gè)巧妙的辦法，選擇其中一個(gè)變阻器，連接實(shí)驗(yàn)器材后，操作規(guī)范，閉臺(tái)電鍵，觀察到電壓表的示數(shù)如圖（a）所示．經(jīng)過(guò)思考，他換用另一個(gè)變阻器并按規(guī)范重新實(shí)驗(yàn)，閉合電鍵，移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)小燈正常發(fā)光時(shí)，電流表的示數(shù)如圖（b）所示．
①畫(huà)出小華同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路圖．（用2B鉛筆在答題紙的相應(yīng)位置作圖）
②讀出圖（b）中電流表的示數(shù)，并說(shuō)明理由．
③計(jì)算小燈的額定功率．

Answer 1

分析 小燈泡的額定電壓為3.8V，如果電壓表與燈泡并聯(lián)，則電壓表需接0～15V的量程，但分度值較大，不能準(zhǔn)確準(zhǔn)確判斷小燈泡是否正常發(fā)光，根據(jù)電源電壓為6V，可知燈泡正常發(fā)光時(shí)變阻器兩端的電壓應(yīng)為2.2V，所以電壓表應(yīng)與變阻器并聯(lián)，由此畫(huà)出電路圖，讀出電流表的示數(shù)，由于P=UI計(jì)算出小燈泡的額定電功率．

解答 解：①小燈泡的額定電壓為3.8V，電源電壓為6V，燈泡正常發(fā)光時(shí)，變阻器兩端的電壓應(yīng)為6V-3.8V=2.2V；
要準(zhǔn)確測(cè)量燈泡兩端的電壓，應(yīng)將電壓表與變阻器并聯(lián)；
由圖a知，電壓表的量程應(yīng)為0～3V，示數(shù)為1.9V，此時(shí)燈泡兩端的電壓為6V-1.9V=4.1V，大于燈泡的額定電壓，是由于變阻器的阻值太小造成，第二次換成了最大阻值為50Ω的電阻；電路圖如圖所示：

②由①知，變阻器的阻值為10Ω，兩端電壓為1.9V，電路中的電流為I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.9V}{10Ω}$=0.19A，此時(shí)燈泡兩端的電壓高于額定電壓，所以燈泡的額定電流小于0.19A；
由圖乙知，電流表的量程應(yīng)為0～0.6A，分度值為0.02A，所以電流表示數(shù)為0.18A；
③P_額=U_額I_額=3.8V×0.18A=0.684W．
答：①見(jiàn)上圖；②0.18A；燈泡兩端的電壓為6V-1.9V=4.1V時(shí)，燈泡中的電流I=I_滑=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{1.9V}{10Ω}$=0.19A，所以燈泡正常發(fā)光時(shí)電流應(yīng)小于0.19A，電流表選擇的是0～0.6A的量程；③0.684W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡額定電流不可能超過(guò)的值結(jié)合電流表指針的位置確定電流表的示數(shù)．