题目内容
某同学利用如图所示的电路图测小灯泡额定功率，选取的小灯泡上标有“0.3A”的字样，估计它的额定功率约1.5W左右，电流表的“0～0.6A”和“0～3A”两个量程完好，电压表的“0～3V”量程完好，“0～15V”的量程已损坏．滑动变阻器的铭牌标有“50Ω 1A”．该同学实验步骤正确．闭合开关时，电流表和电压表的示数分别为0.2A和2V；接着他边思考边实验，改进电路后，当移动滑动变阻器的滑片P至滑动变阻器的中点（连入电路中的电阻为25Ω）时，灯泡正常发光．他依据有关测量的数据．计算出了灯泡的额定功率．根据以上的叙述回答下列问题，
（1）滑动变阻器在电路中的作用是：______．
（2）该同学判断小灯泡正常发光的依据是：______．
（3）在虚线方框中画出小灯泡正常发光时的电路图．
（4）小灯泡的额定功率是______W．
【答案】分析：（1）滑动变阻器可以保护电路，改变灯泡电流．
（2）当通过灯泡的电流等于额定电流时，灯泡正常发光．
（3）根据灯泡额定电压值、实验器材设计实验电路．
（4）根据题意由串联电路特点及欧姆定律求出电源电压，然后由串联电路特点及欧姆定律求出灯泡正常发光时的电压，最后由P=UI求出灯泡的额定功率．
解答：
解：（1）由电路图可知，滑动变阻器串联在电路中，
滑动变阻器可以保护电路，同时可以改变灯泡电流．
（2）当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时，灯泡正常发光．
（3）∵P=UI，∴灯泡额定电压约为UL=
=
=5V＞3V，
而电压表0～15V量程已经损坏，因此不能用电压表测灯泡电压，
可以把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，实验电路图如图所示．
（4）闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值50Ω，
电源电压U=UV+IR滑最大=2V+0.2A×50Ω=12V；灯泡正常发光时，
滑动变阻器接入电路的阻值R=
=
=25Ω，
灯泡两端电压UL′=U-I′R=12V-0.3A×25Ω=4.5V，
灯泡额定功率PL=UL′I′=4.5V×0.3A=1.35W；
故答案为：（1）保护电路，改变小灯泡电流；
（2）电流表的示数为0.3A；（3）电路图如图所示；（4）1.35．
点评：本题考查了滑动变阻器作用、实验电路设计、求灯泡额定功率等问题，熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式是正确求灯泡额定功率的关键．
（2）当通过灯泡的电流等于额定电流时，灯泡正常发光．
（3）根据灯泡额定电压值、实验器材设计实验电路．
（4）根据题意由串联电路特点及欧姆定律求出电源电压，然后由串联电路特点及欧姆定律求出灯泡正常发光时的电压，最后由P=UI求出灯泡的额定功率．
解答：
解：（1）由电路图可知，滑动变阻器串联在电路中，滑动变阻器可以保护电路，同时可以改变灯泡电流．
（2）当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时，灯泡正常发光．
（3）∵P=UI，∴灯泡额定电压约为UL=
==5V＞3V，而电压表0～15V量程已经损坏，因此不能用电压表测灯泡电压，
可以把电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表组成串联电路，实验电路图如图所示．
（4）闭合开关时滑动变阻器接入电路的阻值为其最大阻值50Ω，
电源电压U=UV+IR滑最大=2V+0.2A×50Ω=12V；灯泡正常发光时，
滑动变阻器接入电路的阻值R=
==25Ω，灯泡两端电压UL′=U-I′R=12V-0.3A×25Ω=4.5V，
灯泡额定功率PL=UL′I′=4.5V×0.3A=1.35W；
故答案为：（1）保护电路，改变小灯泡电流；
（2）电流表的示数为0.3A；（3）电路图如图所示；（4）1.35．
点评：本题考查了滑动变阻器作用、实验电路设计、求灯泡额定功率等问题，熟练应用串联电路特点、欧姆定律、电功率公式是正确求灯泡额定功率的关键．
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