Question

16．在测定小灯泡的电功率实验中，实验器材齐全并完好，其中：电源电压为6V且不变，待用滑动变阻器有两种规格（分别为“10Ω  3A”、“20Ω  2A”），所用小灯泡是额定电压为“2.2V”、“3.8V”和“4.5V”中的一个，估计小灯泡的额定功率在1.8W以内．

连接电路，闭合开关后，移动变阻器的滑片，当滑片在中点附近某位置时，小灯泡接近正常发光，此时电流表、电压表的示数如图所示．确定小灯泡的额定电压后，稍许移动滑片的位置使小灯泡正常发光，此时电流表指针的位置相差一格．
（1）如图正确连接电路，开关闭合前滑片应移至最左端．
（2）小灯泡的额定电流为0.44A．
（3）小灯泡的额定功率为0.968W．
（4）所有变阻器的规格为20Ω、2A．

Answer 1

分析 （1）为了保护电路，闭合开关前滑片应放在阻值最大处；
（2）知道小灯的额定功率在1.8瓦以内和最小电压，根据I=$\frac{P}{U}$求出灯泡的最大电流的可能值，结合电压表指针的位置确定电流表的量程，读出电流表的示数；
（3）根据电源的电压和电压表指针的位置确定灯泡正常发光时电压表量程，根据电压表的分度值读出示数读出电压表的示数；当电压表并联在灯泡两端时，根据小灯正常发光时电流表指针的位置恰好跟图中电流表指针的位置相差一格确定灯泡的额定电压，再根据电压表的示数到灯泡额定电压示数的变化分析灯泡的额定电流，根据P=UI求出灯泡的额定功率；
（4）根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，利用欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的电阻，利用此时滑动变阻器接近中间位置确定滑动变阻器的规格．

解答 解：（1）为了保护电路，闭合开关前滑片应放在阻值最大处；
（2）估计小灯的额定功率在1.8瓦以内，最小可能的额定电压为2.2V，
根据P=UI可知，灯泡的最大可能为：
I_max=$\frac{P}{{U}_{min}}$=$\frac{1.8W}{2.2V}$≈0.82A，
结合电流表指针的位置可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.42A；
电源的电压为6V，结合电压表指针的位置可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V，
因为灯泡正常发光时电流表指针的位置恰好跟图中电流表指针的位置相差一格，
所以灯泡正常发光时的电压为2.2V，
要使灯泡两端的电压由2V变为2.2V，则应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大电路中的电流，则灯泡的额定电流为0.44A；
（3）则额定功率可能为：
P_额=U_额I_额=2.2V×0.44A=0.968W，
（4）因为串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以此时滑动变阻器两端的电压：
U_变=U-U_L=6V-2.2V=3.8V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_变=$\frac{{U}_{变}}{{I}_{额}}$=$\frac{3.8V}{0.44A}$≈8.64Ω，
因为滑动变阻器接近中间位置，
所以变阻器的规格为“20Ω、2A”；
故答案为：（1）左；（2）0.44；（3）0.968；（4）20Ω、2A．

点评 本题查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，关键是根据灯泡额定电流不肯能超过的值结合电流表指针的位置确定电流表的示数和根据滑动变阻器接近位于中间位置确定滑动变阻器的规格．