Question

15．甲、乙同學(xué)分別做“測得小燈泡的電功率”實驗，他們使用的實驗器材中，電源電壓不同（但均為2伏的整數(shù)倍），滑動變阻器分別標(biāo)有“10Ω2A”和“20Ω 2A”字樣，待測小燈都標(biāo)有“0.3A”字樣，且額定功率均在1.2～1.8瓦之間．甲、乙兩同學(xué)各自選取一個變阻器、小燈、電源及其它器材按要求正確連接電路并進(jìn)行實驗．他們閉合電鍵后，移動變阻器滑片的位置，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小燈正常發(fā)光時，滑片的位置都恰好在中點處（即接入電路的電阻為最大值的一半），但觀察到甲同學(xué)的燈泡比較暗．
（1）他們判斷小燈泡正常發(fā)光的依據(jù)是通過燈泡的電流為0.3A．
（2）甲同學(xué)所用的電源電壓為6伏，變阻器的最大阻值為10歐；乙同學(xué)所用的電源電壓為8伏，被測小燈泡的額定電功率為1.5瓦．

Answer 1

分析 （1）已知小燈泡額定電流為0.3A，由此可以判斷小燈泡是否正常發(fā)光；
（2）根據(jù)額定電功率的范圍確定額定電壓的范圍；
由滑動變阻器的兩個值判斷出變阻器兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓關(guān)系結(jié)合電源電壓為2V的整數(shù)倍確定電源電壓及變阻器的規(guī)格；
計算出變阻器兩端的電壓，根據(jù)電源電壓，得出燈泡的額定電壓，由P=UI計算出其額定電功率．

解答 解：
（1）由題可知，小燈泡額定電流為0.3A，所以當(dāng)電路中電流表示數(shù)達(dá)到0.3A時燈泡正常發(fā)光；
（2）燈泡的額定電流為0.3A，電功率的范圍為1.2～1.8瓦之間，根據(jù)P=UI，
若額定功率為1.2W，則燈泡的額定電壓為U=$\frac{P}{I}$=$\frac{1.2W}{0.3A}$=4V，若額定電壓為1.8W，則燈泡的額定電壓U′=$\frac{P′}{I′}$=$\frac{1.8W}{0.3A}$=6V，
所以兩盞燈泡的額定電壓的范圍為：4V～6V；
若變阻器的最大阻值為10Ω，則燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓U_滑=IR_滑=0.3A×$\frac{1}{2}$×10Ω=1.5V，
電源電壓等于變阻器兩端的電壓與燈泡兩端的電壓之和，電源電壓范圍為：5.5V～7.5V，又電源電壓為2V的整數(shù)倍，則電源電壓應(yīng)為6V，此燈泡的額定電壓為U_額=6V-1.5V=4.5V；
若變阻器的阻值為20Ω，則燈泡正常發(fā)光時，變阻器兩端的電壓U_滑′=IR_滑′=0.3A×$\frac{1}{2}$×20Ω=3V，
電源電壓等于變阻器兩端的電壓與燈泡兩端的電壓之和，電源電壓范圍為：7V～9V，又電源電壓為2V的整數(shù)倍，所以電源電壓為8V，燈泡的額定電壓U_額=8V-3V=5V；
兩燈泡的額定電流相同，甲同學(xué)實驗中燈泡發(fā)光比較暗，即額定功率較小，由U=$\frac{P}{I}$可知，甲的額定電壓較小，所以甲同學(xué)所用燈泡的額定電壓為4.5V，電源電壓為6V，串聯(lián)的變阻器最大阻值為10Ω；
乙同學(xué)所用燈泡的額定電壓為5V，電源電壓為8V，變阻器的最大阻值為20Ω，額定功率為P_額=U_額I=5V×0.3A=1.5W．
故答案為：（1）通過燈泡的電流為0.3A；（2）6；10；8；1.5．

點評 本題考查串聯(lián)電路的特點、滑動變阻器的使用、歐姆定律的應(yīng)用、以及功率計算公式的應(yīng)用，涉及的內(nèi)容較多，并且具有一定的難度，關(guān)鍵是分析出電源電壓值．