Question

（2013?道外区二模）小明想测定标有“3.8V”小灯泡的额定功率（阻值约为10Ω），准备器材如下：电源（电压恒为6V）、一个定值电阻R₀=2Ω、一个电压表（量程0～3V）、两只滑动变阻器（A、“2Ω  1A”；B、“10Ω  0.5A”）、开关一个、导线若干．
（1）在本实验中，你认为小明应选择

B

（选填“A”或“B”）滑动变阻器，原因是

小灯泡的正常工作时滑动变阻器应接入电路的最小阻值是5.8Ω

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（2）请你利用现有器材，帮助小明设计实验方案（要求画出电路图，并写出主要的实验步骤．步骤分1.2.3…书写）．

Answer 1

分析：（1）根据小灯泡的正常工作时滑动变阻器应接入电路的最小阻值来判断；
（2）因为没有电流表，所以可用伏阻法来测量小灯泡的额定功率，利用串联电路中电流处处相等的特点，让小灯泡与定值电阻R₀、滑动变阻器串联，先调节滑动变阻器的阻值使灯泡的电压为U_L，再用电压表测出此时定值电阻两端的电压，由欧姆定律计算出电路中的电流，再计算灯泡的额定功率．

解答：解：（1）因为小灯泡的正常工作时，电路中的电流为：I=

U额

RL

=

3.8V

10Ω

=0.38A；这时需要与灯泡串联的总阻值为：R=

U-U额

I

=

6V-3.8V

0.38A

≈5.8Ω，
即使将定值电阻R₀串联到电路里，滑动变阻器还需要接入电路的最小阻值为：R′=R-R₀=5.8Ω-2Ω=3.8Ω，所以应选择“10Ω  0.5A”的滑动变阻器．
（2）利用伏阻法来测量小灯泡的额定功率．用导线把灯泡、定值电阻、滑动变阻器、开关、电源串联，电压表与灯并联．实验电路图如下图所示．

实验步骤：
1、闭合开关S，调节滑片的位置，使电压表的示数为U_L额．
2、不改变滑片的位置，将电压表并连接在定值电阻R₀的两端，记下电压表的示数U₀．
3、计算小灯泡的额定功率为P_L=IU_L额=

U0UL额

R0

．

点评：本题考查了串联电路的电流特点及伏阻法测小灯泡的额定功率．注意要调节滑动变阻器使灯的电压为U_L额后，再去测量定值电阻两端的电压，才能求得灯的额定功率．