Question

6．小紅和小華兩同學(xué)分別做“測(cè)定小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)，除了小燈泡外他們所使用的器材規(guī)格均相同，小燈泡的額定電壓可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”．

（1）圖a是小紅同學(xué)沒有連接完的實(shí)物電路，請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線，將實(shí)物電路連接完整 （要求滑片向右滑時(shí)，燈泡變暗）．

	電壓表示數(shù)	電流表示數(shù)	小燈亮暗程度
1	1.3V	0.17A	暗
2	2.0V	0.22A	正常發(fā)光
3	3.0V	0A	不發(fā)光

（2）小紅正確連接好電路后，閉合電鍵時(shí)記錄了第1組數(shù)據(jù)，如上表所示；當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時(shí)記錄了第2組數(shù)據(jù)；把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈閃亮一下后熄滅，小紅仍觀察并記錄了第3組數(shù)據(jù)，則他所用小燈的額定功率為0.44W，他們所用電源的電壓為3.0V．
（3）小華正確連接好電路后，當(dāng)他所選用的小燈正常發(fā)光時(shí)，電壓表的示數(shù)如圖b所示，此時(shí)滑片恰好在滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)上，若小紅與小華的小燈泡額定功率相同，則小華同學(xué)所選用小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流為0.3A．

Answer 1

分析 （1）要求滑片向右滑時(shí)，燈泡變暗，即電流變小確定變阻器的連接，根據(jù)燈的額定電壓確定電壓表量程與燈并聯(lián)，
（2）根據(jù)當(dāng)把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈泡閃亮一下后熄滅，即燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時(shí)，燈泡被燒壞，確定電源電壓，根據(jù)題中條件，由P=UI求燈的額定功率；
（3）利用甲同學(xué)的第3組數(shù)據(jù)判斷出電源電壓，根據(jù)第一次實(shí)驗(yàn)利用串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律求得滑動(dòng)變阻器的最大阻值，求得滑片中點(diǎn)時(shí)接入電路的電阻和電壓，求得滑動(dòng)變阻器電流即燈泡電流．

解答 解：（1）因要求滑片向右滑時(shí)，燈泡變暗，即電流變小，電阻變大，故滑片以右電阻絲連入電路中，小燈泡的額定電壓可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”，電壓表選用小量程與燈并聯(lián)，
如下所示：

（2）甲同學(xué)的第3組數(shù)據(jù)，當(dāng)把滑片移到端點(diǎn)時(shí)小燈泡閃亮一下后熄滅，即燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時(shí)，燈泡被燒壞．電壓表串聯(lián)在電路中，測(cè)電源電壓，電源電壓為3V．根據(jù)題中條件，則燈的額定電壓為2.0V，此時(shí)通過的電流為0.22A，燈的額定功率：
P=UI=2.2V×0.2A=0.44W；
（3）小紅的第一次實(shí)驗(yàn)中滑片處于最大阻值處，閉合開關(guān)得到第一組數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器電壓為：
U₁=U_總-U_L=3V-1.3V=1.7V，
滑動(dòng)變阻器最大阻值為：
R=$\frac{{U}_{1}}{{I}_{1}}$=$\frac{1.7V}{0.17A}$=10Ω，
小華實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，使用的滑動(dòng)變阻器相同，
滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：
R′=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×10Ω=5Ω，
電壓表選擇0～3V量程，每一個(gè)大格代表1V，每一個(gè)小格代表0.1V，則電壓為1.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和可得：變阻器的電壓：
U′=U-U_L=3V-1.5V=1.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，通過變阻的電流即燈泡和額定電流為：
I_L=I′=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{1.5V}{5Ω}$=0.3A．
故答案為：（1）如上所示；（2）0.44；3.0；（3）0.3．

點(diǎn)評(píng) 本題測(cè)定小燈泡的功率，考查電路的連接、額定功率的計(jì)算、及串聯(lián)電路的規(guī)律及歐姆定律的運(yùn)用，充分挖掘隱含的條件是關(guān)鍵．