Question

11．某同学要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，电路图如图甲所示．使用的电源电压约为6V，滑动变阻器的规格是“15Ω  2A”．
（1）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移至b（选填“a”或”b”）端．
（2）在调节电路时，若将滑片向a端移动，电压表的示数变大，该同学将滑片移至某位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，此时小灯泡两端的电压为2.9V，应向b滑动可使小灯泡正常发光．
（3）该同学将滑片滑至中点时，发现小灯泡正常发光，则小灯泡的额定功率为1.17W．（结果保留两位小数）

Answer 1

分析 （1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处；
（2）若将滑片向a端移动，判断变阻器连入电路中的电阻变化，根据分压原理，确定变阻器的电压变化，由串联电路电压的规律，确定电压表的示数变化；
根据图中电压表小量程读数，比较示数与额定电压的大小，灯在额定电压下正常发光，根据串联电路电压的规律和分压原理确定变阻器滑片的移动方向；
（3）根据串联电路电压的规律，求出灯正常发光时变阻器的电压，根据串联电路的规律和欧姆定律求出灯的额定电流，根据P=UI求灯的额定功率．

解答 解：（1）闭合开关前，为保护电路，滑动变阻器的滑片P应移至阻值最大处，即b端；
（2）在调节电路时，若将滑片向a端移动，变阻器连入电路中的电阻变小，根据分压原理，变阻器的电压变小，由串联电路电压的规律，电压表的示数变大；
该同学将滑片移至某位置后，闭合开关，观察到电压表的示数如图乙所示，图中电压表选用小量程，分度值为0.1V，此时小灯泡两端的电压为2.9V，大于灯的额定电压，根据串联电路的电压规律，应减小灯的电压，增大变阻器的电压，由分压原理，应增大变阻器连入电路 中的电阻，即应向b滑动，可使小灯泡正常发光；
（3）该同学将滑片滑至中点时，发现小灯泡正常发光，灯的电压为2.5V，根据串联电路电压的规律，则变阻器的电压：
U_滑=6V-2.5V=3.5V，
变阻器的电阻：
R_滑=$\frac{1}{2}$×15Ω=7.5Ω，
由欧姆定律，通过变阻器的电流：
I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}=\frac{3.5V}{7.5Ω}$，
根据串联电路电流的规律，通过灯的额定电流大小等于I_L，
则小灯泡的额定功率为：
P=UI_L=2.5V×$\frac{3.5V}{7.5Ω}$≈1.17W．
故答案为：（1）b；（2）大；2.9；b；（3）1.17．

点评 本题测一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，考查实验注意事项、操作过程、电压表读数及额定功率的计算．难度适中．