Question

（2013?徐匯區(qū)二模）小匯同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，實驗室供選擇的實驗器材如圖所示，滑動變阻器的規(guī)格、小燈的額定電壓已標注在圖中，小燈的額定電流都為0.3安．他選擇了所需的器材做實驗．請完成：

①畫出小匯同學的實驗電路圖．
②當觀察到小燈正常發(fā)光時，滑動變阻器的滑片大約在中點，此時所測小燈的額定電壓為

2.2或3.8

伏，所用滑動變阻器的規(guī)格為

“25Ω 2A”

．小燈的額定功率為

0.66或1.14

瓦．

Answer 1

分析：（1）電流表測量燈泡的電流，電流表和燈泡串聯，滑動變阻器在電路中起分擔電壓作用，滑動變阻器和燈泡串聯，開關控制整個電路，開關串聯在電路中．
（2）根據供選擇燈泡的額定電壓的最小值，確定電源電壓的最小值；燈泡和滑動變阻器串聯在電路中，供選擇燈泡的額定電壓的最大值、額定電流、滑動變阻器的最大電阻值的一半，確定電源電壓的最大值；從而確定電源電壓的可能值，電源電壓可能是3V（2節(jié)干電池）、4.5V（3節(jié)干電池）、6V（4節(jié)干電池）、7.5V（5節(jié)干電池）．
（3）燈泡和滑動變阻器串聯的電路中，電路中的電流是燈泡的額定電流，當滑動變阻器大約接入一半時，燈泡正常發(fā)光，根據燈泡的額定電流、滑動變阻器的一半電阻，可以計算滑動變阻器兩端的電壓，根據電源電壓的可能指求出燈泡兩端電壓的可能值，從而求出使用的燈泡、滑動變阻器的規(guī)格，最后根據額定的額定電流和額定電壓計算額定功率．

解答：解：①電流表、燈泡、滑動變阻器、開關都串聯在電路中．如圖：

②（1）實驗室內可供選擇的燈泡的額定電壓最小值為2.2V，所以電源電壓的最小值要稍大于2.2V．
（2）實驗室內可供選擇燈泡的額定電壓最大值為3.8V，燈泡的額定電流都是0.3A，滑動變阻器和燈泡串聯，滑動變阻器接入大約一半時燈泡正常發(fā)光，滑動變阻器接入的最大電阻是

1

2

×25Ω=12.5Ω，滑動變阻器兩端的最大電壓是：U'=I'R'=0.3A×12.5Ω=3.75V，所以電源電壓的最大值為：U=U_燈+U'=3.8V+3.75V=7.55V．
（3）電源電壓值在2.2V～7.55V之間，實驗用干電池來供電，所以電源電壓可能是3V（2節(jié)干電池）、4.5V（3節(jié)干電池）、6V（4節(jié)干電池）、7.5V（5節(jié)干電池）．
小燈正常發(fā)光時，燈泡的額定電流是0.3A，滑動變阻器的滑片大約在中點，因為滑動變阻器有兩種規(guī)格，此時滑動變阻器接入的電阻值可能是：

1

2

×10Ω=5Ω，也可能是：

1

2

×25Ω=12.5Ω，
（4）當滑動變阻器接入的電阻值是5Ω時，滑動變阻器兩端的電壓是0.3A×5Ω=1.5V，
則燈泡額定電壓可能是：3V-1.5V=1.5V；4.5V-1.5V=3V；6V-1.5V=4.5V；7.5V-1.5V=6V，都不符合題意．
（5）當滑動變阻器接入的電阻值是12.5Ω時，滑動變阻器兩端的電壓是0.3A×12.5Ω=3.75V，
則燈泡額定電壓可能是：3V-3.75V=-0.75V；4.5V-3.75V=0.75V；6V-3.75V=2.25V；7.5V-3.75V=3.75V，可以判斷燈泡可以選擇額定電壓為2.2V，此時電源電壓是6V；或燈泡的額定電壓是3.8V，此時電源電壓是7.5V．
（6）根據上面的判斷實驗選擇滑動變阻器的規(guī)格是、“25Ω 2A”；燈泡的額定電壓可能是2.2V或3.8V，燈泡的額定電流是0.3A，
所以燈泡的額定功率為P=UI=2.2V×0.3A=0.66W，或P=UI=3.8V×0.3A=1.44W．
故答案為：①如上圖；②2.2或3.8、“25Ω 2A”、0.66或1.14．

點評：本題思路：首先根據燈泡額定電壓的最小值判斷電源電壓的最小值，根據燈泡額定電壓的最大值和滑動變阻器接入電路的最大值和額定電流確定電源電壓的最大值，由于電源由干電池供電，從而確定電源電壓的可能值．
然后根據滑動變阻器阻值的一半和燈泡的額定電流，確定滑動變阻器的電壓，由電源電壓的可能值，根據串聯電路電壓特點，求出燈泡的額定電壓值，從而確定選擇的燈泡、選擇的滑動變阻器、電源電壓．