Question

16．某同學利用圖甲所示的電路測量小燈泡的電功率．電路中電源電壓保持4.5V不變，燈泡上標有“3V，1W”字樣．閉合開關，將滑片P滑到某一位置時，電壓表的指針指示的位置如圖乙所示．下列說法正確的是（　�。�

• A． 燈泡的額定功率為1W
• B． 燈泡正常發(fā)光時的電阻為9Ω
• C． 燈泡的實際功率為0.64W
• D． 此時燈泡和滑動變阻器的阻值之比為8：7

Answer 1

分析 由電路圖可知，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓，電流表測電路中的電流；
（1）由燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出燈泡正常發(fā)光時的電阻；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程并讀出電壓表的示數(shù)，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出燈泡兩端的電壓，先假設燈泡的電阻不變，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求出此時燈泡的實際功率，再根據(jù)燈泡的電阻與溫度有關，判斷此時燈泡實際功率的大小，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出此時燈泡和滑動變阻器的阻值之比．

解答 解：（1）由銘牌可知，燈泡的額定功率為1W，額定電壓為3V，故A正確；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡正常發(fā)光時的電阻：
R_L=$\frac{{{U}_{L}}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{1W}$=9Ω，故B正確；
（2）由額定電壓為3V可知，電壓表的量程為0～3V，分度值為0.1V，此時電壓表的示數(shù)為2.1V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，此時燈泡兩端的電壓：
U_L′=U-U_滑=4.5V-2.1V=2.4V，
若燈泡的電阻不變時，此時燈泡的實際功率：
P_L′=$\frac{（{U}_{L}′）^{2}}{{R}_{L}}$=$\frac{{（2.4V）}^{2}}{9Ω}$=0.64W，
因燈泡的電阻一般會隨溫度的升高而變大，且此時燈泡分得的電壓小于額定電壓，
所以，此時燈泡的電阻會變小，實際功率應大于0.64W；
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，此時燈泡和滑動變阻器的阻值之比：
$\frac{{R}_{L}′}{{R}_{滑}}$=$\frac{\frac{{U}_{L}′}{I}}{\frac{{U}_{滑}}{I}}$=$\frac{{U}_{L}′}{{U}_{R}}$=$\frac{2.4V}{2.1V}$=$\frac{8}{7}$，故D正確．
故選ABD．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式公式的應用，關鍵是會根據(jù)燈泡的額定電壓確定電壓表的量程并讀出其示數(shù)，難點是會根據(jù)燈泡電阻與溫度的關系判斷實際功率的變化．