Question

9．小張做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，有電源（電壓為1.5V的整數(shù)倍且保持不變）、待測小燈、電壓表、電流表、滑動變阻器（“10Ω 1A”“20Ω 2A”兩種規(guī)格），電鍵及導(dǎo)線若干．其中待測小燈泡上只有所標(biāo)“2.5V”字樣清晰可見，他正確連接電路，實(shí)驗(yàn)步驟正確，閉合電鍵，電壓表V的示數(shù)1.0伏，電流表A的示數(shù)0.2安，則實(shí)驗(yàn)中所用的電源電壓是3伏，所用變阻器的規(guī)格是“10Ω 1A”，接著他移動變阻器的滑片至小燈正常發(fā)光時，發(fā)現(xiàn)如圖所示的電流表和電壓表中，電流表A的指針偏離0刻度的角度與電壓表V的指針偏離原刻度的角度相同，小燈泡的額定功率為0.75瓦，此時小燈泡的電阻為8.3歐，所接入變阻器的電阻為1.7歐．

Answer 1

分析 （1）正確連接電路時，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，閉合電鍵時滑動變阻器處于最大阻值處，根據(jù)歐姆定律求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出電源的電壓，再根據(jù)電源電壓為1.5V的整數(shù)倍確定電源的電壓和滑動變阻器的規(guī)格；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，據(jù)此確定電壓表的量程和偏轉(zhuǎn)的格數(shù)，進(jìn)一步可知電流表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)，然后根據(jù)電流表的量程和分度值讀出示數(shù)并根據(jù)滑動變阻器允許通過的最大電流確實(shí)其大小，利用P=UI求出燈泡的額定功率，利用歐姆定律求出小燈泡的電阻和電路中的總電阻，利用電阻的串聯(lián)求出變阻器接入電路中的電阻．

解答 解：（1）正確連接電路時，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，閉合電鍵時滑動變阻器處于最大阻值處，
由I=$\frac{U}{R}$可得，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=I₁R_滑=0.2A×10Ω=2V，或U_滑=I₁R_滑=0.2A×20Ω=4V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U=U_L1+U_滑=1.0V+2V=3V，或U=U_L1+U_滑=1.0V+4V=5V，
因電源電壓為1.5V的整數(shù)倍，
所以，電源的電壓為3V，滑動變阻器的規(guī)格為“10Ω 1A”；
（2）閉合開關(guān)時電壓表的示數(shù)為1.0V，燈泡正常發(fā)光時的電壓U_L=2.5V，
則電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，電壓表V的指針偏離原刻度的格數(shù)為25格-10格=15格，
因電流表A的指針偏離0刻度的角度與電壓表V的指針偏離原刻度的角度相同，
所以，電流表偏轉(zhuǎn)的格數(shù)為15格，
電流表的量程為0～0.6A時，分度值為0.02A，示數(shù)I=0.02A×15=0.3A，
電流表的量程為0～3A時，分度值為0.1A，示數(shù)I=0.1A×15=1.5A，
因滑動變阻器允許通過的最大電流為1A，
所以，燈泡的額定電流為0.3A，
則燈泡的額定功率：
P_L=U_LI=2.5V×0.3A=0.75W，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時小燈泡的電阻和電路中的總電阻分別為：
R_L=$\frac{{U}_{L}}{I}$=$\frac{2.5V}{0.3A}$≈8.3Ω，R_總=$\frac{U}{I}$=$\frac{3V}{0.3A}$=10Ω，
因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，變阻器接入電路中的電阻：
R_滑′=R_總-R_L=10Ω-8.3Ω=1.7Ω．
故答案為：3； 10Ω 1A； 0.75； 8.3； 1.7．

點(diǎn)評 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，要注意“正確連接電路時，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流表與燈泡串聯(lián)，閉合電鍵時滑動變阻器處于最大阻值處”，難點(diǎn)是電流表指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的確定．