题目内容

10.某同学在做“测定小灯泡功率”的实验中,电源电压为6伏,滑动变阻器上标有“20Ω 1A”的字样,小灯泡的额定电压为3.8伏.实验时该同学发现电压表0-15伏量程档坏了,其他器材都完好.连接正确电路后闭合电键,移动滑动变阻器的滑片,测得电压为3伏;然后该同学又改变电压表的位置,组成一个新的电路,移动滑动变阻器的滑片到中点时,小灯泡正常发光,则:
(1)在方框内画出该同学调整电压表位置后的实验电路图.
(2)他判断小灯泡正常发光的理由是当观察到电压表示数为2.2伏时小灯正常发光,小灯泡的额定功率为0.836瓦.

分析 (1)灯泡额定电压大于电压表最大量程,可以将电压表与滑动变阻器并联,当滑动变阻器两端的电压为2.2V时,小灯泡两端的电压等于3.8V,通过调节变阻器阻值,即可让灯泡两端电压达到额定值3.8V.所以据题目可知,此时第一个电路图是将电压表并联在灯泡两端,第二个电路图是将电压表并联在变阻器两端;
(2)据串联电路电压的规律分析即可判断;
(3)据题目中的数据,结合电功率的计算公式分析即可解决.

解答 解:(1)据上面的分析可知,灯泡额定电压大于电压表最大量程,所以若将电压表直接并联在灯泡两端是不能使得灯泡正常发光的,故该同学设计的第一个电路图是将电压表并联在灯泡两端,第二个电路图是将电压表并联在变阻器两端,且图是正确的;见下图:

(2)据串联电路中各部分电压之和等于总电压的特点可知,此时是只需要将电压表调至2.2V,即此时灯泡的电压是U=6V-2.2V=3.8V,即此时灯泡正常工作;
(3)据图可知,若小灯泡正常发光,这时电流表的示数为I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{2.2V}{10Ω}$=0.22A,据串联电路电流处处相等可知,此时灯泡的额定电流就是0.22A,其额定电压是3.8V,故其额定功率是:P=UI=3.8V×0.22A=0.836W;
故答案为:
(1)如上图.
(2)当观察到电压表示数为2.2伏时小灯正常发光.
(3)0.836.

点评 本题是一道考查测量小灯泡电功率的实验探究题,解决本题的关键是理解串联电路电压和电流的特点.

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