Question

某同学在“测定小灯泡功率”的实验中，所用电源的电压为6伏，滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样，灯泡上标的字母模糊，但其额定电压可能是2.2伏或3.8伏．他按图1所示的电路进行实验．实验时他调节滑动变阻器滑片P的位置，观察小灯的发光情况，当他认为小灯接近正常发光时，再去观察电压表和电流表的示数，观察到的现象如图2所示．该同学经过思考、分析后，重新进行实验，使小灯泡正常发光，此时，滑片P的位置恰好在中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为10欧）．（1）简述产生图2所示现象的原因；（2）求出小灯泡的额定功率．

Answer 1

解：（1）电压表的指针偏转到最大值的右侧，所接的电压表选择的是0～3V量程；电流表的指针反偏，所以正负接线柱接反了．
（2）重新连接以后，滑片P的位置恰好在中点上，即R=10Ω，
由第一问可知，电压表的量程应为0～15V，即小灯泡的额定电压为3.8V，
∵灯泡与滑动变阻器串联
∴滑动变阻器两端的电压为U_R=U-U_L=6V-3.8V=2.2V
电路中的电流：
I===0.22A
小灯泡的额定功率：
P=U_LI=3.8V×0.22A=0.836W
答：（1）产生图2所示现象的原因分别是：电压表量程太小；电流表正负接线柱接反；（2）小灯泡的额定功率为0.836W．
分析：（1）电压表指针偏到最大刻度右侧，说明选择量程太小；电流表的指针反偏，说明正负接线柱接反了．
（2）根据第一问可知小灯泡的额定电压，根据串联电路电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出电路中电流，再根据P=UI求出小灯泡的额定功率．
点评：解决本题关键：一是会根据电流表、电压表的指针偏转情况判断现象产生原因；二是熟练的运用串联电路电压、电流特点，三是能利用欧姆定律和电功率公式解决简单问题．