Question

小孙同学在做“测定小灯泡功率”的实验中，所用的电源电压保持不变，另外有两个规格分别为“10Ω　1A”和“20Ω　2A”的滑动变阻器可供选用，已知小灯泡的额定电压为3.8伏，小灯泡的额定功率不会超过1.5瓦．实验前该同学发现电压表0～15伏量程档坏了，而0～3伏量程档完好，实验所用其他器材也都完好．该同学经过思考后，将电压表接在了某一位置，请在图 （a）中用笔替代导线将电压表接入电路中．闭合电键，移动滑动变阻器滑片，当滑片移到某一位置时，小灯泡正常发光，此时电压表和电流表的示数如图 （b）所示．小孙同学实验中所用的电源电压为________伏，选用的滑动变阻器规格是________，小灯泡正常发光时通过灯丝的电流为________ 安，最后可以求出小灯泡的额定功率为________ 瓦．

Answer 1

6    “20Ω2A”    0.14    0.532
分析：（1）灯泡正常发光时的电压为3.8V，且电压表只能用0～3V的量程，所以电压表应并联在滑动变阻器的两端，据此连接电路图；
（2）根据电压表的量程和分度值读出电压表的示数，利用串联电路的电压特点求出电源的电压；
（3）根据P=UI求出灯泡正常发光时的电流即为电路中的电流，据此判断电流表的量程，根据量程和分度值读出电流表的示数，再利用P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，然后判断滑动变阻器的规格．
解答：
（1）灯泡正常发光时的电压为3.8V，且电压表只能用0～3V的量程，所以电压表应并联在滑动变阻器的两端，电路图如下图所示：

（2）电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，电压表的示数为2.2V，
∵串联电路中的总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压U=U_L+U_滑=3.8V+2.2V=6V；
（3）灯泡正常发光时，
根据P=UI可知，电路中的电流约为I==≈0.4A，
∴电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，电流表的示数I′=0.14A，
灯泡的额定功率P_L额=U_LI′=3.8V×0.14A=0.532W；
（4）灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_滑==≈15.7Ω＞10Ω，
∴滑动变阻器选择“20Ω 2A”．
故答案为：如上图所示；6；“20Ω 2A”；0.14；0.532．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用以及滑动变阻器规格的选择、电表量程的选择和读数等，涉及的知识点较多，综合性强，根据题意得出电压表所测的电路元件是关键．