Question

【題目】小華同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有電源（電壓不變）、待測小燈（標(biāo)有“0.28A”字樣）、電流表、電壓表（只有 0～3 伏完好）、滑動變阻器（標(biāo)有“20Ω 2A”字樣）、電鍵以及導(dǎo)線若干。他正確連接電路并按規(guī)范操作，閉合電鍵后，兩電表的示數(shù)如圖 （a）、（b）所示。他移動變阻器的滑片，小燈接近正常發(fā)光時，發(fā)現(xiàn)電路無法正常工作。他經(jīng)過思考后認(rèn)為在無需更換元件的情況下重新連接電路或許也可以完成實驗任務(wù)，于是他先改變變阻器滑片 P 的位置，使電壓表的指針滿偏，然后在不改變滑片 P 的情況下重新連接電路后再次實驗，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)如圖 （c）所示。

（1）小華同學(xué)所用的電源電壓為_____伏。（需寫出計算過程）

（2）他“重新連接電路前，先改變變阻器滑片 P 的位置，使電壓表的指針滿偏”的目的是：_____

（3）請根據(jù)相關(guān)信息計算出小燈的額定功率_____。（需寫出計算過程）

Answer 1

【答案】 6V 為保證新電路中，電鍵閉合時變阻器兩端的電壓不大于3V，使電壓表不超過量程 1.064W

【解析】解：（1）他正確連接電路并按規(guī)范操作，則電壓表與燈并聯(lián)，變阻器的最大電阻20Ω連入電路中，閉合電鍵后，電壓表的示數(shù)如圖 （a）所示，因電壓表只有 0～3 伏完好，故圖（a）中，電壓表只能選用小量程，分度值為0.1V，電壓大小為2V，（b）圖中，若電流表選用大量程，分度值為0.1A，示數(shù)為1A大于燈的額定電流0.28A，將燒壞燈泡，故只能按小量程讀數(shù)，分度值為0.02A，大小為0.2A，由串聯(lián)電路的規(guī)律和歐姆定律，電源電壓：

U＝UV+U滑＝2V+0.2A×20Ω＝6V；（2）重新連接電路前，先改變變阻器滑片 P 的位置，使電壓表的指針滿偏”，即使電壓表示數(shù)最大為3V，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，保證新電路中，電鍵閉合時變阻器兩端的電壓不大于3V，使電壓表不超過量程；（3）由題意，他將電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了，因電壓電壓為6V，由題意當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，電壓表示數(shù)如圖 （c）所示，圖中電壓表只能選用小量程程讀數(shù)，分度值為0.1V，電壓大小為2.2V（若按大量程讀數(shù)，示數(shù)為11V超過電源電壓6V），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的額定電壓：

UL＝U﹣U′滑＝6V﹣2.2V＝3.8V．燈的額定功率為：PL＝ULIL＝3.8V×0.28A＝1.064W。