Question

（2013?長(zhǎng)寧區(qū)三模）小美做“測(cè)定小燈泡的電功率“實(shí)驗(yàn)，小燈泡的額定電壓為3.8伏，電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍且不變．她正確連接電路，將滑片移到滑動(dòng)變阻器的另一端，閉合電鍵發(fā)現(xiàn)電壓表、電流表的示數(shù)分別為3伏和0.2安，小燈泡的亮度偏暗．然后她向變阻器的另一端移動(dòng)滑片，發(fā)現(xiàn)小燈泡繼續(xù)變暗；當(dāng)滑片到達(dá)另一端時(shí)，電壓表、電流表的示數(shù)如圖（a）、（b）所示．

①小美在器材選擇以及操作過(guò)程中存在的問(wèn)題是

器材選擇存在的問(wèn)題：選擇電源電壓太�。徊僮鞔嬖诘膯�(wèn)題：閉合開(kāi)關(guān)前滑片沒(méi)有置于最大阻值處

，她所使用的變阻器的最大阻值為

20

歐．
②小美改正了上述問(wèn)題，重新設(shè)計(jì)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并能通過(guò)觀察電壓表的示數(shù)準(zhǔn)確判斷出小燈泡是否正常發(fā)光．當(dāng)她移動(dòng)變阻器的滑片到中點(diǎn)位置（即變阻器接入電路的電阻為最大值的一半）時(shí)，發(fā)現(xiàn)小燈泡恰好正常發(fā)光，此時(shí)電壓表指針恰好位于刻度線上，則電源電壓為

6

伏，小燈泡的額定功率為

0.836

瓦．

Answer 1

分析：①電源電壓應(yīng)大于燈泡額定電壓，閉合開(kāi)關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于阻值最大處；
將滑片移到滑動(dòng)變阻器的另一端，閉合電鍵，小燈泡的亮度偏暗，然后她向變阻器的另一端移動(dòng)滑片，
發(fā)現(xiàn)小燈泡繼續(xù)變暗，小燈泡繼續(xù)變暗說(shuō)明電路電流繼續(xù)減小，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值逐漸變大，
說(shuō)明閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)電壓表示數(shù)等于電源電壓，
根據(jù)電壓表與電流表示數(shù)，由歐姆定律可以求出燈泡阻值；
由圖示電表確定其量程與分度值，讀出其示數(shù)，由串聯(lián)電路特點(diǎn)與歐姆定律可以求出滑動(dòng)變阻器阻值．
②燈泡額定電壓電壓是3.8V，如果電壓表與燈泡并聯(lián)，如果用小量程，燈泡正常發(fā)光時(shí)超過(guò)其量程，
則電壓表應(yīng)該用大量程，大量程的分度值是0.5V，燈泡額定電壓是3.8V，燈泡正常發(fā)光時(shí)，
電壓表指針不可能指在刻度線上，因此電壓表應(yīng)該與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，且電壓表選用小量程；
由題意知，電流為0.2A時(shí)燈泡發(fā)光較暗，因此燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流應(yīng)大于0.2A，
根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn)及歐姆定律求出電源電壓、燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流，然后由P=UI求出燈泡額定功率．

解答：解：①由題意可知，電源電壓為3V，燈泡額定電壓是3.8V，所選電源電壓太��；
由題意可知，閉合開(kāi)關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為零，這是錯(cuò)誤的，閉合開(kāi)關(guān)前滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于最大阻值處；
電源電壓是3V，電壓表量程應(yīng)該為0～3V，由圖示電壓表可知，其分度值是0.1V，示數(shù)為1V，
由圖示電流表可知其示數(shù)為0.1A，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器電壓為3V-1V=2V，
∵I=

U

R

，∴滑動(dòng)變阻器最大阻R_滑最大=

U滑

I

=

2V

0.1A

=20Ω．
②由題意可知，電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器滑片在中點(diǎn)，
則滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為R=

R滑最大

2

=

20Ω

2

=10Ω，電源電壓是1.5V的整數(shù)倍，
a、如果電源電壓為4.5V，則燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端電壓為4.5V-3.8V=0.9V，
電路電流I=

0.9V

10Ω

=0.09A＜0.2A，燈泡不能正常發(fā)光；
b、如果電源電壓為6V，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為6V-3.8V=2.2V，
電路電流I=

2.2V

10Ω

=0.22A，燈泡能正常發(fā)光，燈泡額定功率P=UI=3.8V×0.22A=0.836W；
c、如果電源電壓為7.5V，燈泡正常發(fā)光時(shí)滑動(dòng)變阻器電壓為7.5V-3.8V=3.7V，此時(shí)電路電流I=

3.7V

10Ω

=0.37A，
∵I=

U

R

，∴此時(shí)燈泡電阻R=

3.8V

0.37A

≈10.27Ω＜15Ω，燈泡電阻隨溫度升高而增大，燈泡電阻不能小于15Ω，故電源電壓不能為7.5V．
故電源電壓可能為：6V，燈泡額定功率可能為0.836W．
故答案為：①器材選擇存在的問(wèn)題：選擇電源電壓太�。徊僮鞔嬖诘膯�(wèn)題：閉合開(kāi)關(guān)前滑片沒(méi)有置于最大阻值處；20；②6V；0.836．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了實(shí)驗(yàn)操作分析、求滑動(dòng)變阻器阻值、求電源電壓與燈泡額定功率等問(wèn)題，由于不知道電源電壓，本題難度較大，要根據(jù)題意進(jìn)行推理，然后答題，解題時(shí)注意討論．