题目内容
【题目】小致在做“测量小灯泡的电功率”实验被测小灯泡的额定电流为0.3A，灯丝电阻在10Ω~15Ω之间，所提供的器材有电压表、电流表、电源（电压恒为6V）、开关各一个，滑动变阻器（“ 5Ω 2A ”、“20Ω 1A ”）两个，导线若干。
（1）小致选用的滑动变阻器的规格为_____（选填铭牌）
（2）闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为0.3A时，电压表的示数如图乙所示，小灯泡的额定电压是 _____V，额定功率P额=_____W，实验中，当电路中的电流为0.15A 时，小灯泡的实际功率P实_____P额（选填“>”、“<”或“=”）。
（3）测完小灯泡的电功率后，小致又拿来一个小灯泡，这次他没用电压表，但多用了一个开关，设计了如图丙所示的电路，也测出了这个小灯泡的额定功率。在图丙电路中，己知电源电压为U，小灯泡的额定电流为I额，两电表选取的量程合适。请完成下列填空：
①只闭合开关S，移动滑片P，使电流表的示数为I额；
②_____，记下电流表的示数为I；
小灯泡额定功率的表达式P额=_____。
【答案】20Ω，1A 4 1.2 < 再闭合开关S1（或同时闭合开关S、S1；或S、S1都闭合） 
【解析】
(1)[1]小灯泡的额定电流I额=0.3A，电源电压U电源=6V，此时电路中的总电阻为
=
=20Ω
灯丝电阻在10Ω~15Ω之间，所以要确保电路中的总电阻能达到20Ω，选用的滑动变阻器的规格应该为“20Ω 1A ”。
(2)[2][3]此时电路中的总电阻等于20Ω，因为灯丝电阻在10Ω~15Ω之间所以滑动变阻器接入的阻值最大为10Ω，此时小灯泡两端的电压最小为3V，所以要保证电压表不会损坏，电压表接入的量程应该为0~15V，所以图中电压表的示数为U=4V，又因为I额=0.3A，所以有
=4V×0.3A=1.2W
[4] 当电路中的电流为0.15A 时，此时的电流是小于小灯泡的额定电流0.3A的，所以此时小灯泡的实际功率小于小灯泡的额定功率，即P实<P额。
(3)[5]接下来的步骤为：再闭合开关S1或同时闭合开关S、S1或S、S1都闭合。
[6]只闭合开关S，移动滑片P，使电流表的示数为I额，这时
U电源=I额（R灯+R滑动）
当再闭合开关S1之后，有
U电源=IR滑动
由这两个式子可以得出
当只闭合开关S时，小灯泡和滑动变阻器串联，根据串联电路中用电器两端电压之比等于电阻之比可知
U灯=
则有
=
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