Question

（2011?瀘州）某中學物理興趣小組開展活動時，老師拿給同學們一個小燈泡、一個符合測量要求的電壓表和電阻箱，另有合適的電源、開關(guān)等．要求測量出該小燈泡的額定功率．同學們先查看了小燈泡的銘牌，發(fā)現(xiàn)銘牌上只能看見“6V”字樣．于是，同學們設(shè)計了如圖所示的電路進行測量．圖中R是電阻箱，電源電壓恒定，不考慮溫度對燈泡電阻的影響．請你回答下列問題：
（1）電路閉合后，逐漸減小電阻箱R接入電路的電阻，當R接入電阻為48Ω時，電壓表讀數(shù)為l2V，當R接入電阻為38Ω時，電壓表讀數(shù)為11.4V，根據(jù)這兩組數(shù)據(jù)，請你通過計算，求出電源的電壓？
（2）要測量出小燈泡的額定功率，此時伏特表的讀數(shù)應該調(diào)為多少？電阻箱R接入電路的電阻是多少？小燈泡的額定功率是多少？

Answer 1

分析：（1）從圖可知，小燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測量的是定值電阻兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路電流相等的特點和歐姆定律得到有關(guān)U和燈的電阻R_燈的兩個方程，聯(lián)立方程組求解．
（2）小燈泡的額定電壓是6V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點，求出伏特表的讀數(shù)應該調(diào)為多少；根據(jù)歐姆定律求出電阻箱R接入電路的電阻，根據(jù)小燈泡的額定電壓和電阻求出小燈泡的額定功率．

解答：解：（1）設(shè)電源電壓為U，當R接入電阻為48Ω時，電壓表讀數(shù)為l2V，根據(jù)串聯(lián)電路相等可得：

12V

48Ω

=

U-12V

R燈

--①
當R接入電阻為38Ω時，電壓表讀數(shù)為11.4V，根據(jù)串聯(lián)電路相等可得；

11.4V

38Ω

=

U-11.4V

R燈

--②
由①②兩式得：U=15V；R_燈=12Ω．
答：電源電壓是15V．
（2）①小燈泡的額定電壓是6V，要測量出小燈泡的額定功率，則電壓表的示數(shù)為U_R=U-U_燈=15V-6V=9V；
②此時電路中的電流I=

U燈

R燈

=

6V

12Ω

=0.5A，
∴電阻箱R接入電路的電阻R=

UR

I

=

9V

0.5A

=18Ω
③小燈泡的額定功率是P=U_燈I=6V×0.5A=3W．
答：要測量出小燈泡的額定功率，此時伏特表的讀數(shù)應該調(diào)為9V；電阻箱R接入電路的電阻是18Ω��；燈泡的額定功率是3W．

點評：本題考查了串聯(lián)電路電壓、電流的特點以及歐姆定律和電功率的計算，能夠利用串聯(lián)電路電流相等列方程求出電源電壓和燈的電阻是本題的關(guān)鍵．