Question

12．在“测定小灯泡的电功率”实验中，按实验要求提供了两套器材，其中电源电压都为1.5V的整数倍，滑动变阻器分别标有“20Ω 2A”“10Ω  2A”字样，小灯分别标有“2.5V”、“3.8V”字样，所有器材匀完好．小强和小明各选一套器材进行实验．他们正确串联电路，把电压表并联在电路中，实验步骤正确．闭合电键后，两压表的示数如图所示，此时电压表示数均为0.2安，他们在滑动滑片P时，小强发现电压表的示数不变，小明发现电压表的示数逐渐变小．他们重新正确连接电路，且实验步骤正确．移动滑动变阻器的滑片，当小灯正常发光时，小强实验的电流表、电压表指针与刚闭合电键时相比正好偏转了3小格，5小格．
①据题中的信息可判断：小强所用的电压值为6伏；
②小明同学选用的滑动变阻器标有“10Ω 2A”字样；
③求：小强同学所测小灯的额定功率．0.65W（本小题需写出计算过程）

Answer 1

分析 先根据两灯泡的额定电压和电压表指针的位置确定电压表的量程，并读出示数；然后根据滑动变阻器接入电路的阻值以及欧姆定律计算滑动变阻器两端电压；再根据小强正确连接电路，并使灯泡正常发光，结合电压表、电流表指针的偏转计算出电路中的电流以及灯泡两端电压的变化量，根据串联电路电压的规律和灯泡的额定电压确定小强选择的灯泡，结合电源电压为1.5V的整数倍得出小强选择的电源电压，以及小强和小明选择滑动变阻器的型号；最后根据P=UI求出小强所测灯泡的额定功率．

解答 解：（1）因为两灯泡的额定电压分别为2.5V和3.8V，因此根据图示电压表指针的位置可知，电压表的量程均为0～3V，分度值都为0.1V，示数分别为1.2V和2V；
闭合电键后，电流表示数均为0.2安，因此此时电路电流都为0.2A，滑动变阻器接入电路的阻值都为最大值；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此时滑动变阻器两端电压分别为：U₁=IR₁=0.2A×20Ω=4V；U₂=0.2A×10Ω=2V；
连接电路正确后，移动滑动变阻器的滑片，使小灯正常发光时，此时滑动变阻器接入电路的阻值将减小，而小强实验的电流表、电压表的指针与刚闭合电键时相比正好分别偏转了3小格、5小格，因此此时电路电流为0.2A+3×0.02A=0.26A；灯泡两端电压增加量为△U=5×0.1V=0.5V；由于电压表示数刚好等于灯泡的额定电压，因此然后结合电压表示数可知，小强选择的灯泡为额定电压为2.5V的灯泡；再结合U₁、U₂可知，小强选择的电源为2V+4V=6V；
（2）根据上述分析可知，小强选择的滑动变阻器为“20Ω  2A”，小明选择的滑动变阻器为“10Ω  2A”；
（3）根据上述分析可知，小强同学所测的小灯的额定功率：P=UI=2.5V×0.26A=0.65W．
故答案为：（1）6；（2）10Ω  2A；（3）0.65W．

点评 本题考查了伏安法测小灯泡电功率的实验，涉及滑动变阻器的使用和选择、电功率的计算、串联电路电压的规律；关键是会综合利用滑动变阻器接入电路的电阻和电源的电压以及小灯泡的额定电压计算滑动变阻器的选择和电源的选择，综合性较强、难度较大．