Question

某同学在测小灯泡额定功率的实验中，电源用四节新干电池串联而成，滑动变阻器上标有“20Ω 2A”的字样，小灯泡上所标字样已模糊，估计其额定电压为2.5伏或3.8伏．该同学正确连接电路并进行实验，当他移动滑动变阻器滑片观察到小灯接近正常发光时，电压表的指针位置如图12所示．该同学经过思考后再次进行实验，当调节至小灯泡正常发光时滑动变阻器的滑片位置正好在中点处．
（1）请在虚线框中画出该同学实验时的电路图．
（2）简述小灯正常发光的理由．
（3）求出小灯的额定功率．

Answer 1

分析：根据公式P=UI，要测量灯泡的额定功率，需测出灯泡两端的电压和通过灯泡的电流，所以电路中要用到电压表与灯泡并联，电流表与灯泡串联，为保护电路，还要串联滑动变阻器；
根据灯泡正常发光时，电压表的情况判断小灯泡的额定电压，根据串联电流的电压、电流规律及欧姆定律计算出电路中的电流，从而可以计算出灯泡的额定功率．

解答：解：（1）电路图如图所示：

（2）由题意知，当小灯泡接近正常发光时，电压表满偏，说明灯泡的额定电压为3.8V，所以当电压表的示数为3.8V时小灯泡正常发光；
（3）由题意知，滑动变阻器两端的电压为U滑=1.5V×4-3.8V=2.2V
滑动变阻器的阻值R_滑=

1

2

×20Ω=10Ω
则灯泡的额定电流I=I_滑=

U滑

R滑

=

2.2V

10Ω

=0.22A
则P=UI=3.8V×0.22A=0.836W．
故答案为：（1）见上图；
（2）当电压表示数为3.8伏时小灯正常发光；
（3）0.836W．

点评：此题是测量小灯泡的额定功率实验，考查了电路图的画法，欧姆定律在串联电路中的应用，同时考查了电功率的计算，要掌握基础公式，并能熟练应用．