Question

2．小华做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源两个（电压分别为4伏、6伏）、待测小灯（标有“2.5V”字样）、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“10Ω 2A”字样）、电键及导线若干．实验中，他连接电路后，移动滑片使变阻器连入电路的电阻最大，闭合电键时，发现小灯发光很亮，电压表、电流表的示数分别如图（a）、（b）所示．

①小华连接的电路中电压表并联在滑动变阻器两端（选填“小灯”、“滑动变阻器”），他选用电源的电压为6伏．
②小华仅更换了电源，闭合电键前使变阻器连入电路的电阻最大．闭合电键后，他移动滑片，发现电压表示数变小．
（a）小华应移动滑片直至电压表示数为1.5伏时，小灯正常发光．
（b）若此时电流表的示数为0.3安，则小灯的额定功率为0.75瓦，变阻器连入电路的阻值为5欧．

Answer 1

分析 （1）根据闭合电键后，由于小灯发光很亮，说明灯泡两端的电压也大于2.5V，由图b可知电流表的示数，根据欧姆定律求出变阻器两端的电压，根据串联电路的电压特点即可判断电源电压；根据串联电路的电压特点求出灯泡两端的实际电压，由此即可判断此时电压表测量的对象；
（2）由于闭合电键后，他移动滑片，发现电压表示数变小．由于此可知电压表并联在滑动变阻器两端；
由于小灯标有“2.5V”字样，则正常工作时灯泡两端的电压为2.5V，则根据串联电路的电压特点求出此时电压表的示数即可．
利用P=UI即可求出小灯的额定功率，利用R=$\frac{U}{I}$即可求出变阻器连入电路的阻值．

解答 解：（1）闭合电键前，变阻器连入电路的电阻最大，闭合电键时，由图b可知电流表的示数为0.32A，则变阻器两端的电压为：U_滑=IR_滑=0.32A×10Ω=3.2V；
由于小灯发光很亮，说明灯泡两端的电压大于2.5V，根据串联电路的电压特点可知电源电压应大于5.7V，所以他选用电源的电压为6V；
根据串联电路的电压特点可知，此时灯泡两端的实际电压为U_L=U-U_滑=6V-3.2V=2.8V；
由a图可知此时电压表示数超过量程3V，说明电压表测量的是滑动变阻器两端的电压；
（2）小华仅更换了电源，则由题意可知，此时电源电压为4V，电压表仍然并联在变阻器的两端；
由于小灯标有“2.5V”字样，则正常工作时灯泡两端的电压为2.5V，
根据串联电路的电压特点可知：U_滑′=U′-U_L=4V-2.5V=1.5V；即电压表示数为1.5V时，小灯正常发光．
小灯的额定功率：P_L=U_LI=2.5V×0.3A=0.75W；
由I=$\frac{U}{R}$可得变阻器连入电路的阻值：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.3A}$=5Ω．
故答案为：
①滑动变阻器；6；
②（a）1.5；（b）0.75；5．

点评 本题考查了电压表读数、串联电路特点、欧姆定律和功率公式的应用；熟练掌握并灵活应用串联电路特点；关键是知道灯泡发光很亮表示灯泡两端的电压高于灯泡的额定电压．