题目内容
某同学按图所示的电路图做测定小灯L额定功率的实验．滑动变阻器R及小灯L上分别标有“5W 1A”、“0.3A”字样，估计小灯的额定功率为1.2瓦左右．他实验步骤正确．闭合电键S，观察到电流表的示数为0.2安、电压表指针的位置如图所示．请你在图中用笔画线代替导线表示出该同学此时使用的电压表的正确量程，他使用的电源电压为______伏．接着，他把电压表并联在滑动变阻器两端，移动滑动变阻器的滑片P，使小灯正常发光，观察到量程改变后的电压表指针位置仍如图所示．小灯L的额定电压为______伏，额定功率为______瓦．
【答案】分析：已知灯泡的额定功率的估计值和额定电流，根据公式U=
可估算出电压表的示数，从而确定电压表的量程．
已知滑动变阻器的功率和电流，根据公式P=I2R可求滑动变阻器的电阻，已知电路电流，根据公式U=IR可求滑动变阻器两端的电压，根据电压表的量程可读出电压表的示数，两个电压之和就是电源电压，已知电源电压和滑动变阻器两端的电压，可求灯泡的额定电压，根据公式P=UI可求灯泡的额定功率．
解答：解：估算灯泡的额定电压约为U估=
=
=4V，所以连接“量程为0～15V”的接线柱；如图：
此时电压表示数为U1=3.5V，滑动变阻器的电阻R=
=
=5Ω，所以滑动变阻器两端的电压U滑=I1R=0.2A×5Ω=1V，所以电源电压U=U1+U滑=1V+3.5V=4.5V．
小灯正常发光正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U2=0.7V，所以灯泡的额定电压U额=U-U2=4.5V-0.7V=3.8V，
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案为：4.5；3.8；1.14．
点评：本题考查电压、电流、电阻和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是判断电压表的量程和求电源电压，要知道串联电路电压的规律和电压表读数的方法．
可估算出电压表的示数，从而确定电压表的量程．已知滑动变阻器的功率和电流，根据公式P=I2R可求滑动变阻器的电阻，已知电路电流，根据公式U=IR可求滑动变阻器两端的电压，根据电压表的量程可读出电压表的示数，两个电压之和就是电源电压，已知电源电压和滑动变阻器两端的电压，可求灯泡的额定电压，根据公式P=UI可求灯泡的额定功率．
解答：解：估算灯泡的额定电压约为U估=
==4V，所以连接“量程为0～15V”的接线柱；如图：此时电压表示数为U1=3.5V，滑动变阻器的电阻R=
==5Ω，所以滑动变阻器两端的电压U滑=I1R=0.2A×5Ω=1V，所以电源电压U=U1+U滑=1V+3.5V=4.5V．小灯正常发光正常发光时，滑动变阻器两端的电压为U2=0.7V，所以灯泡的额定电压U额=U-U2=4.5V-0.7V=3.8V，
灯泡的额定功率P额=U额I额=3.8V×0.3A=1.14W．
故答案为：4.5；3.8；1.14．
点评：本题考查电压、电流、电阻和电功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是判断电压表的量程和求电源电压，要知道串联电路电压的规律和电压表读数的方法．
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