Question

某小组同学做“测定小灯泡功率”的实验．所有实验器材均完好，共有四个滑动变阻器待用，分别是A：“10Ω 1A”、B：“20Ω 2A”、C：“50Ω 2A”和D：“100Ω 2A”，已知小灯的额定电压为3.8伏．
（1）该组同学首先选取变阻器C进行实验，他们按照正确的方法进行实验操作，观察到闭合电键后，电流表的示数为0.1安，电压表的示数为1伏，而小灯好像没有发光．该组同学实验室所选的电源电压为________伏．
（2）该组同学接着移动变阻器的滑片，观察到当滑片在变阻器最大阻值的位置附近滑动时，小灯接近正常发光，但是此时移动变阻器的滑片，电压表的示数很难比较精确地达到3.8伏．于是该组同学换了个变阻器进行实验，他们闭合电键后，发现电压表的示数略大于额定电压，则他们选取的是变阻器________（选填“A”、“B”或“D”）．
（3）该组同学最后通过讨论、选取了合适的变阻器，并完成了实验．他们发现当滑片在中点时小灯正常发光，此时电流表的示数如图所示，则小灯的额定电流为________安，小灯的额定功率为________瓦．

Answer 1

解：（1）闭合电键后，滑动变阻器C接入电路的阻值为50Ω，
∵串联电路中各处的电流相等，
∴根据欧姆定律可得，滑动变阻器两端的电压U_滑=IR_滑=0.1A×50Ω=5V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电源的电压U=U_L+U_滑=1V+5V=6V；
（2）小灯泡正常发光时，滑片在变阻器最大阻值的位置附近，
则滑动变阻器接入电路的电阻R_滑′=×50Ω=12.5Ω，
换接滑动变阻器后，滑动变阻器位于最大阻值处，
∵串联电路中电阻越大，分得的电压越大，
∴电压表的示数略大于额定电压说明滑动变阻器的最大阻值小于12.5Ω，即他们选取的是变阻器是A；
（3）由以上分析可知，滑动变阻器选20Ω 2A的B，
灯泡正常发光时的电压为3.8V，滑动变阻器接入电路的电阻R_滑″=×20Ω=10Ω，
电路中的电流约为I′===0.22A，
∴电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.18A，
灯泡的额定功率P_L=U_LI=3.8V×0.18A=0.684W．
故答案为：
（1）6V；
（2）A；
（3）0.18；0.684．
分析：（1）闭合电键后，滑动变阻器处于最大阻值处，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出滑动变阻器两端的电压，再根据串联电路的电压特点求出电源的电压；
（2）根据小灯泡正常发光时滑片在变阻器最大阻值的位置附近得出滑动变阻器接入电路电阻的大约值，再根据串联电路的分压特点判断换接滑动变阻器后的最大阻值即可得出答案；
（3）根据以上分析可知滑动变阻器选取的规格，根据滑片在中点时小灯正常发光可知滑动变阻器接入电路中的电阻，根据串联电路的电压特点可得滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出电路中电流的大约值确定电流表的量程，根据分度值读出灯泡的额定电流，利用P=UI求出灯泡的额定功率．
点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率的应用，关键是根据题意得出符合要求的滑动变阻器，对学生综合运用所学知识的能力要求较高．