Question

13．小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验，器材齐全并完好，电源电压为1.5伏的整数倍（由若干节干电池组成），滑动变阻器上标有“25Ω 3A”字样，小灯泡的额定电压可能为“1.5V”、“2.2V”或“3.8V”．
（1）小明连接电路并将滑片移到变阻器的一端，闭合电键后发现小灯较暗，电流表示数如图（a）所示．接着移动变阻器的滑片，观察到电流表示数逐渐变大，电压表示数逐渐变小．图（b）是小明实验时的电路，其中有一根导线尚未连接，请用笔线代替导线在图中连接（用2B铅笔在答案纸的相应位置连接）．

（2）经过思考，小明重新正确连接电路，操作步骤正确．闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近时小灯泡正常发光，此时电流表的示数变化了0.1安．小明所用的电源电压为6或7.5伏，小灯的额定功率为0.66或1.14瓦．

Answer 1

分析 （1）根据题意确定电压表与什么器材并联，然后连接实物电路图．
（2）利用串联电路的分压特点和电流相等，分析确定小灯泡的额定电压，进而确定电源电压，再利用P=UI求得额定功率．

解答 解：（1）将滑片移到变阻器的一端，闭合电键，小灯较暗，接着移动变阻器的滑片，电流表示数逐渐变大，说明电路总电阻减小，滑动变阻器接入电路的阻值减小，灯泡两端电压增大，滑动变阻器两端电压减小，电压表示数逐渐变小，说明电压表并联在滑动变阻器两端，电路图如图所示：

（2）由图示（a）所示电流表可知，其量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
在正确连接电路，操作步骤正确．闭合电键，移动滑动变阻器的滑片，发现滑片在中点附近时小灯泡正常发光，此时电流表的示数变化了0.1安，则此时电路中电阻减小，总电压不变时，电流增大，所以此时的电流为I′=0.2A+0.1A=0.3A，灯泡正常发光时的电流为0.3A；
滑动变阻器最大阻值为25Ω，滑片P在中点附近，滑动变阻器接入电路的阻值为$\frac{1}{2}$×25Ω=12.5Ω左右，
滑动变阻器两端电压：U_滑=I_L R_滑=0.3A×12.5Ω=3.75V，
如果灯泡额定电压为：U_L=1.5V，则电源电压：U=U_L+U_滑=1.5V+3.75V=5.25V，不符题意，舍去；
如果灯泡额定电压：U_L=2.2V，U=U_L+U_滑=2.2V+3.75V=5.95V，电源电压：U=6V，
灯泡额定功率：P=U_L I_L=2.2V×0.3A=0.66W；
如果灯泡额定电压：U_L=3.8V，则U=U_L+U_滑=3.8V+3.75V=7.55V，电压U电压：U=7.5V，
灯泡额定功率：P=U_L I_L=3.8V×0.3A=1.14W；
故答案为：（1）电路图如图所示；（2）6或7.5；0.66或1.14．

点评 本题考查了连接实物电路图、求灯泡额定功率，根据题意确定滑动变阻器的连接方式是正确连接实物电路图的前提与关键；知道并理解串联电路中电压、电流的关系，并能结合欧姆定律和电功率公式进行分析计算是解决该题的关键．