Question

18．小明同學(xué)認(rèn)為“測定小燈泡的電功率”實驗中，不用電流表也能測出小燈泡的電功率．于是他用圖a所示電路進(jìn)行了實驗．所用小燈標(biāo)有“2.2V”字樣、額定功率小于1瓦，電源電壓保持不變，滑動變阻器標(biāo)有“20Ω 2A”字樣．實驗步驟正確，閉合電鍵后，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)滑片移到$\frac{4}{5}$位置（即滑動變阻器接入電路的電阻為4歐時），小燈正常發(fā)光．然后他又在電路中接入了一個電壓表V'，其示數(shù)如圖b所示．

（1）當(dāng)小明同學(xué)觀察到電壓表V示數(shù)為2.2伏時，說明小燈正常發(fā)光．
（2）小明所用的電源電壓為3或4伏，所測小燈的額定功率為0.44或0.99瓦．

Answer 1

分析 （1）小燈泡正常發(fā)光時的電壓為額定電壓；
（2）已知小燈泡的額定電壓和滑動變阻器接入電路中的電阻值，根據(jù)電壓表的指針位置從不同的量程讀出示數(shù)，再根據(jù)電壓表測量范圍的不同分別計算出電源電壓和小燈泡的額電功率，據(jù)題意進(jìn)行取舍．

解答 解：（1）小燈標(biāo)有“2.2V”字樣說明小燈泡的額定電壓為2.2V，該電壓下能夠正常發(fā)光；
（2）小燈正常發(fā)光，即小燈泡的電壓為2.2V，滑動變阻器接入電路中的電阻為4Ω；
電壓表接入電路選擇的量程分別為0-3V或0-15V；
①電壓表選擇0-3V量程時，示數(shù)為0.8V，根據(jù)題意，只能測量滑動變阻器兩端的電壓，則電源電壓為U=2.2V+0.8V=3V；
電路中的電流為：I₁=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{0.8V}{4Ω}$=0.2A，
小燈泡的額電功率為：P=U_LI₁=2.2V×0.2A=0.44W；
②電壓表選擇0-15V量程時，示數(shù)為4V，
a、根據(jù)題意，測量電源電壓時，則電源電壓為U=4V；
滑動變阻器兩端的電壓為U_R=U-U_L=4V-2.2V=1.8V，
電路中的電流為：I₂=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{1.8V}{4Ω}$=0.45A，
小燈泡的額電功率為：P=U_LI₂=2.2V×0.45A=0.99W；
b、測量滑動變阻器兩端的電壓，則電路中的電流為：I₃=$\frac{{U}_{R}}{R}$=$\frac{4V}{4Ω}$=1A，
小燈泡的電功率為：P=U_LI₁=2.2V×1A=2.2W＞1W，與題意不符，應(yīng)舍去．
故答案為：（1）2.2；（2）3或4；（3）0.44或0.99．

點評 本題考查了額定電壓、額電功率、并聯(lián)電路特點等知識的應(yīng)用，電壓表接入電路中量程選擇未知，測量范圍未知，開放性強，有一定難度，要注意總結(jié)解題方法．