题目内容

18.小明同学做“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”字样的小灯(额定电压可能为“2.5V”、“3.8V”或“4.5V”)以及导线若干.如图所示,他正确连接电路后,闭合电键,移动滑动变阻器的滑片直至小灯正常发光,发现滑动变阻器的滑片P在中点附近.
①当电流表示数为0.3安时,小明同学判断小灯正常发光.
②为了确定小灯的额定电压,他用10欧、15欧的电阻分别替换滑动变阻器,观察到电流表示数分别为0.32安和0.26安.请根据相关信息计算出小灯的额定功率.(需写出计算过程).

分析 (1)知道灯泡正常工作时,通过灯泡的实际电流与额定电流相等;
(2)明确用10欧、15欧的电阻分别替换滑动变阻器的目的;根据变阻器的阻值变化利用欧姆定律和串联电路的电压特点判断出灯泡两端的电压变化范围,然后根据判出灯泡的额定电压,则额定功率由P=UI即可求出.

解答 解:①由于灯泡额定电流是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当R2=10Ω时:
由欧姆定律得:变阻器两端的电压为:U2=IR2=0.32A×10Ω=3.2V,
由串联电路总电压等于各电阻两端电压之和得:
灯泡两端的电压为U1=U-U2=6V-3.2V=2.8V;
当R2′=15Ω时:
由欧姆定律得:变阻器两端的电压为:
U2′=I′R2′=0.26A×15Ω=3.9V,
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:
U1′=U-U2′=6V-3.9V=2.1V;
所以由此可知:小灯额定电压应在2.1~2.8伏之间,
故根据题意小灯的额定电压为2.5V;
所以,P额=U额I额=2.5V×0.3A=0.75W.
故答案为:①0.3;②小灯的额定功率为0.75W.

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--灯泡额定电压是解决此题的突破口,也是难点.

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