Question

6．某同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材有电压为6伏的电源，标有“20Ω 2A”字样的滑动变阻器、电流表、电键、标有“0.3A”字样且额定电压可能为“2.5V”或“3.8V”的小灯泡以及导线若干．他连接电路后按正确的步骤操作，闭合电键时电流表示数如图所示，接着移动滑动变阻器的滑片直至小灯正常发光，发现滑片P在滑动变阻器的中点附近．
（1）该同学判断小灯正常发光的依据是电流表示数为0.3安．
（2）为了确定小灯的额定电压，他用10欧的电阻替换滑动变阻器，并记录下电流表的示数，请将下表填写完整． 

实验序号	U（伏）	I（安）	R（欧）	P（瓦）
1	/		20	/
2		0.30	/
3		0.32	10	/

Answer 1

分析 （1）灯泡正常工作时，通过灯泡的实际电流与额定电流相等；
（2）连接电路后按正确的步骤操作，闭合开关时变阻器连入阻值最大，读出此时电流表示数，根据电路特点和欧姆定律得到灯泡两端电压；
同理计算出用10欧的电阻替换滑动变阻器时灯泡两端电压，从而确定灯泡两端电压的变化范围，即可确定灯泡的额定电压，再由P=UI计算其额定功率．

解答 解：
（1）由题知，灯泡额定电流是0.3A，而灯泡正常工作时，所以通过灯泡的实际电流与额定电流相等，即为0.3A．
（2）连接电路后按正确的步骤操作，闭合开关时滑动变阻器的滑片应在最大值处，
因为灯泡额定电压0.3A，所以电流表选用的是0-0.6A量程，分度值0.02A，所以电流表示数为0.22A，
由欧姆定律可得滑动变阻器两端电压：U_R=IR=0.22A×20Ω=4.4V，
由串联电路总电压等于各电阻两端电压之和得灯泡两端的电压：U_L=U-U_R=6V-4.4V=1.6V；
由表中第3次第数据知，当用R₁=10Ω的电阻替换滑动变阻器时，电路中电流为I′=0.32A，
R₁两端的电压为：U₁=I′R₁=0.32A×10Ω=3.2V，
U_L=U-U₁=6V-3.2V=2.8V；
由表中第2次数据知，当I=0.30Ω时，此时灯泡电流达到额定电压正常发光，所以小灯额定电压应在1.6～2.8伏之间，所以灯泡的额定电压为2.5V．
所以，P_额=U_额I_额=2.5V×0.3A=0.75W；
表格如下：

实验序号	U（伏）	I（安）	R（欧）	P（瓦）
1	/	0.22	20	/
2	2.5	0.30	/	0.75
3	2.8	0.32	10	/

故答案为：（1）0.3；（2）见上表．

点评 本题考查的是灯泡额定功率的测量，根据串联电路的特点和欧姆定律确定灯泡两端的电压范围是得到灯泡额定电压突破口，也是难点．