Question

5．甲、乙同学分别做“测定小灯泡的电功率”实验，他们使用电压相同的电源（1.5伏的整数倍）．两个分别标有“10Ω1A”和“20Ω2A”字样的滑动变阻器．待测小灯两个，且都标有“0.2”字样．已知它们的额定功率在0.4瓦-0.9瓦之间．他们分别按要求正确连接电路进行实验，闭合电键后移动变阻器的滑片，使小灯正常发光时，滑片的位置都恰好在中点，但是甲灯比乙灯亮．
（1）简述他们判断小灯泡正常发光的理由：当电流表示数为0.2A时，小灯正常发光．
（2）他们所用的电源电压为4.5伏．
（3）甲同学选用的滑动变阻器的规格为“10Ω 1A”．
（4）乙同学选用小灯泡的额定功率为0.5瓦．

Answer 1

分析 （1）根据灯泡的额定电压与电流表的示数判断灯泡是否正常发光；
（2）需根据滑动变阻器的规格及灯泡的额定电压和相关已知条件判断出电源电压；
（3）根据电源电压和小灯泡的额定电流以及额定功率的范围判断甲滑动变阻器的规格；
（4）P=UI计算出两盏灯泡的额定功率，根据甲灯比乙灯亮判断出功率大的灯泡是甲灯，功率小的是乙灯．

解答 解：（1）因为灯泡的额定电流为0.2A，所以当电流表的示数为0.2A时，灯泡正常发光；
（2）根据P=UI，灯泡两端的最小电压：
U_最小=$\frac{{P}_{最小}}{I}$=$\frac{0.4W}{0.2A}$=2V；U_最大=$\frac{{P}_{最大}}{I}$=$\frac{0.9W}{0.2A}$=4.5V，
当串联电阻为“10Ω  2A”规格时，滑动变阻器两端的电压为U_滑=IR_滑=0.2A×$\frac{1}{2}$×10Ω=1V；
则电源电压最小为1V+2V=3V，最大为1V+4.5V=5.5V，又电源电压为1.5V的整数倍，所以为3V或4.5V；
当串联滑动变阻器为“20Ω  2A”规格时，滑动变阻器两端的电压为U_滑′=0.2A×20Ω×$\frac{1}{2}$=2V；
则电源电压最小为2V+2V=4V，最大为2V+4.5V=6.5V，又电源电压为1.5V的整数倍，所以为4.5V或6V；所以电源电压为4.5V．
（3）此灯泡的额定电压为U_额=4.5V-1V=3.5V，或U_额=4.5V-2V=2.5V可知灯泡的额定功率为P_额=U_额I=3.5V×0.2A=0.0.7W，或P_额=U_额I=2.5V×0.2A=0.5W；因为甲灯比乙灯亮，所以甲灯的额定功率为0.7W，串联的是“10Ω  1A”的滑动变阻器；
（4）乙灯的额定功率为0.5W，串联的是“20Ω  2A”的滑动变阻器．
故答案为：（1）当电流表示数为0.2A时，小灯正常发光；（2）4.5；（3）“10Ω  1A”；（4）0.5．

点评 此题是测量灯泡额定功率实验，没有电压表，根据情况确定电源电压、灯泡的额定电压是解决此题的关键，在分析时要理清思路，找到合适的入手处．