Question

3．一个额定电压是3.8伏的小灯泡，正常工作时的电阻约为20欧，小明想测量它的额定功率．实验室有如下器材：电源（电压恒为6伏不变）、电流表、电压表、开关各1个、规格分别为“10欧 1安”和“50欧 0.5安”的滑动变阻器2个，导线若干．

（1）小明设计了图甲所示电路，他应选用规格为50欧0.5安的滑动变阻器．
（2）实验过程中，当电压表的示数为3.8伏，电流表的示数如乙所示时，小灯泡的额定功率是1.216瓦．
（3）实验后同组的小刚说用电压表的0-3伏档也可以测出小灯泡的额定功率．你认为小刚应该对图甲电路要做何调整？将电压表并联在变阻器两端．

Answer 1

分析 （1）灯泡正常发光时，由串联电路特点和欧姆定律计算滑动变阻器连入阻值，从而选择变阻器的规格；
（2）由图根据电流表量程和分度值读出电流表示数，由P=UI计算小灯泡的额定功率；
（3）可用电压表先测滑动变阻器电压，直到示数为电源电压与灯泡额定电压的差为止．

解答 解：
（1）灯与变阻器串联，当灯泡正常发光时滑动变阻器两端电压：
U_滑=U-U_额=6V-3.8V=2.2V，
串联电路中电流处处相等，灯泡正常发光时电流约为：I=$\frac{{U}_{额}}{{R}_{L}}$=$\frac{3.8V}{20Ω}$=0.19A，所以变阻器连入阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{2.2V}{0.19A}$≈11.6Ω，
所以可选择“50欧 0.5安”的滑动变阻器；
（2）由图乙知，电流表使用0-0.6A量程，分度值0.02A，所以灯泡正常发光的电流为0.32A，
小灯泡的额定功率：
P=UI=3.8V×0.32A=1.216W；
（3）根据串联电路的电压特点，调节滑片使滑动变阻器电压为6V-3.8V=2.2V，此时灯泡的电压就等于额定电压，即灯泡正常发光．
所以可以将电压表并联在变阻器两端．
故答案为：（1）50欧 0.5安；（2）1.216；（3）将电压表并联在变阻器两端．

点评 本题是测小灯泡额定功率的实验，考查了串联电路特点和欧姆定律的应用，电流表的读数，额定功率的计算，串联电路的分压等，都是常考的问题，要掌握好．