Question

小华在“测定小灯泡的电功率”实验中，选用的器材有电源（若干节干电池串联组成，即电源电压为1.5伏的整数倍）、待测小灯（标有“2.2V”字样、额定功率在0.4～0.7瓦之间）、电压表、电流表、滑动变阻器（有“50Ω 2A”和“20Ω 2A”两种规格）、电键以及导线若干．他正确连接电路，操作无误．闭合电键后，移动变阻器的滑片，他发现小灯正常发光时，滑片的位置恰好在中点上（即变阻器连入电路的电阻为最大阻值的一半）．
①简述该同学是如何判定小灯泡正常发光的．________
②请根据相关信息计算出小灯的额定功率为________（有多种可能，且需写出计算过程）

Answer 1

观察电压表，当电压表示数为2.2伏时，小灯正常发光．    0.46W或0.60W或0.51W
分析：（1）根据电源电压和灯泡的额定电压求出灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压，通过观察电压表的示数确定灯泡是否正常发光．
（2）分别以“50Ω 2A”和“20Ω 2A”两种规格的滑动变阻器表示出额定功率的范围，然后得出电源电压的范围，然后根据电源电压为1.5V的整数倍求出各种情况．
解答：①观察电压表，当电压表示数为2.2伏时，小灯正常发光．
②P_额=U_额I_额 由题设条件得：0.4W＜P_额＜0.7W
a、若使用“50Ω 2A”的滑动变阻器，则有
0.4W＜2.2V×＜0.7W
化简得：6.7V＜U＜10.2V，故可能有以下几种情况：
当电源电压U为7.5V时，
小灯的额定功率P_额=2.2V×≈0.46W；
当电源电压U为9.0V时，
小灯的额定功率P_额=2.2V×≈0.60W；
b、若使用“20Ω 2A”的滑动变阻器，则有
0.4W＜2.2V×＜0.7W
化简得：4.0V＜U＜5.4V
当电源电压U为4.5V时，
小灯的额定功率P_额=2.2V×≈0.51W．
故答案为：①观察电压表，当电压表示数为2.2伏时，小灯正常发光．
②0.46W或0.60W或0.51W．
点评：在用伏安法测定电阻和功率时，在电压表的一个量程损坏时，一般把电压表并联在滑动变阻器两端，间接测量灯泡的电压，这是比较常用的一种方法．
本题通过电源电压、电压表的示数和滑动变阻器中点的电阻表示出额定功率，然后根据额定功率的范围得出电源电压的范围，从而得出各种可能的额定功率．题目新颖，难度较大．