Question

18．在“测量小灯泡电功率”的实验中，灯泡上标有“6V  3W”的字样，电源电压为8V保持不变，由于电压表的15V的量程坏了，3V的量程能正常使用．
（1）请你利用现有的器材，设计一个能正确测量小灯泡功率的电路
（2）求小灯泡的电阻．
（3）当电压表的示数为2V时，灯泡的实际功率为多少？

Answer 1

分析 （1）灯泡额定电压为6V，而3V量程小于灯泡额定电压，电压表不能直接测灯泡电压，可用电压表测滑动变阻器电压，由串联电路特点求出灯泡电压，即可进一步求功率；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$计算灯泡电阻；
（3）由串联电路特点可知此时灯泡电压，从而得到灯泡的实际功率．

解答 解：
（1）由题知，灯泡额定电压是6V，电压表15V量程损坏，而3V量程小于灯泡额定电压，电压表不能直接测灯泡电压，可用一个滑动变阻器与灯泡串联，用电压表测滑动变阻器电压，所以灯泡电压U_L=U-U_R，从而进一步求功率．电路图如图所示：
；
（2）由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡电阻：
R_L=$\frac{{{U}_{额}}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{（{6V）}^{2}}{3W}$=12Ω；
（3）由串联电路电压特点知，当电压表的示数为2V时灯泡电压：
U_L=U-U_R=8V-2V=6V，
灯泡两端电压等于其额定电压，
所以P_实=P_额=3W．
答：（1）见上图；
（2）小灯泡的电阻为12Ω．
（3）当电压表的示数为2V时，灯泡的实际功率为3W．

点评 本题考查了串联电路特点、电功率公式的应用，要知道灯泡的实际电压等于额定电压时灯泡正常发光．