Question

16．如圖所示，小華同學(xué)在測定小燈泡的電功率，待測小燈泡（標有“2.5V”字樣、額定功率在0.8瓦～1.5瓦之間），滑動變阻器上標有“20Ω  2A”字樣、移動變阻器的滑片，當(dāng)小燈泡正常發(fā)光時，變阻器連入電路的電阻恰為最大電阻的一半．通過估算，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)范圍約為0.32A～0.6A，電流表應(yīng)選用的量程是0～0.6A，電源電壓的范圍約為5.7V～8.5V，若電源電壓是2V的整數(shù)倍，則燈泡的額定功率為0.875W 或1.375W．

Answer 1

分析 （1）燈泡正常發(fā)光時的功率和額定功率相等，知道燈泡的額定電壓和額定功率的大約值，根據(jù)P=UI額定電流的大約值即可得出正常發(fā)光時電流表的示數(shù)范圍，然后確定電流表的量程；
（2）燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)歐姆定律求出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點得出電源電壓的范圍；根據(jù)電源電壓是2V的整數(shù)倍得出電源電壓的可能值，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律求出電路中電流的值，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，燈泡額定電流的大約值：
I_L1=$\frac{{P}_{L1}}{{U}_{L}}$=$\frac{0.8W}{2.5V}$=0.32A，I_L2=$\frac{{P}_{L2}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.5W}{2.5V}$=0.6A，
所以，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，電流表的示數(shù)范圍約為0.32A～0.6A，則電流表應(yīng)選用的量程是0～0.6A；
（2）當(dāng)燈泡正常發(fā)光時兩端的電壓U_L=2.5V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，變阻器兩端的電壓：
U_滑1=I_L1×$\frac{{R}_{滑}}{2}$=0.32A×$\frac{20Ω}{2}$=3.2V，U_滑2=I_L2×$\frac{{R}_{滑}}{2}$=0.6A×$\frac{20Ω}{2}$=6V，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，電源的電壓：
U₁=U_L1+U_滑1=2.5V+3.2V=5.7V，U₂=U_L2+U_滑2=2.5V+6V=8.5V，
則電源電壓的范圍約為5.7V～8.5V；
若電源電壓是2V的整數(shù)倍，則電源的電壓可能為U=6V、U′=8V，
當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，滑動變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_L=6V-2.5V=3.5V，U_滑′=U′-U_L=8V-2.5V=5.5V，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，電路中的電流分別為：
I=$\frac{{U}_{滑}}{\frac{{R}_{滑}}{2}}$=$\frac{3.5V}{\frac{20Ω}{2}}$=0.35A，I′=$\frac{{U}_{滑}′}{\frac{{R}_{滑}}{2}}$=$\frac{5.5V}{\frac{20Ω}{2}}$=0.55A，
則燈泡的額定功率：
P_L=U_LI=2.5V×0.35A=0.875W，P_L′=U_LI′=2.5V×0.55A=1.375W．
故答案為：0.32A～0.6A；0～0.6A；5.7V～8.5V；0.875W；1.375W．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的應(yīng)用以及電流表量程的選擇，要注意燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．