Question

19．某同学做“测定小灯泡的电功率”的实验，所用的器材有电压为4.5V的电源、电压表、电流表、电源、标有“20Ω 2A”字样的移动滑动变阻器和若干导线，其中小灯L₁上标有“1.5V”，L₂上标有“0.12A”字样，已知两小灯的额定功率接近，他先用小灯L₁做实验，正确连接电路，闭合电键后，移动滑动变阻器的滑片，直至小灯L₁正常发光，此时电流表的示数如图所示，他断开电键，把L₁更换为L₂后，重新闭合电键，未移动滑片，发现电流表的示数恰好为0.12A．该同学经过思考，得出小灯L₂的额定功率．
求：
（1）小灯L₁正常发光时的电流；
（2）小灯L₁正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值；
（3）小灯L₂的额定功率．

Answer 1

分析 （1）根据电流表的量程分度值以及指针位置读出电流表的示数；
（2）根据串联电路电压的规律和欧姆定律即可求出滑动变阻器接入电路的阻值；
（3）先求出小灯L₂的额定电压，然后根据P=UI即可求出小灯L₂的额定功率．

解答 解：（1）根据题意可知，小灯L₂的额定电流为0.12A，因此电流表量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.2A；
（2）L₁正常发光，则L₁两端电压为1.5V，那么滑动变阻器两端电压为4.5V-1.5V=3V；
由I=$\frac{U}{R}$可知，滑动变阻器接入电路的阻值：R=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{3V}{0.2A}$=15Ω；
（2）当把L₁更换为L₂后，此时电路电流为0.12A，滑动变阻器接入电路的阻值仍为15Ω；
由I=$\frac{U}{R}$可知，此时滑动变阻器两端电压：U_滑′=I′R=0.12A×0.15A=1.8V；
则小灯L₂的额定电压：U₂=4.5V-1.8V=2.7V；
小灯L₂的额定功率：P=U₂I′=2.7V×0.12A=0.324W．
答：（1）小灯L₁正常发光时的电流为0.2A；
（2）小灯L₁正常发光时，滑动变阻器接入电路的电阻值为15Ω；
（3）小灯L₂的额定功率为0.324W．

点评 本题考查了灯泡正常发光的判断依据、电流表读数、串联电路的分压的特点、欧姆定律和功率计算公式的应用．