Question

9．甲、乙同學(xué)分別做“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，他們使用的器材中，電源電壓相同且不變（為1.5伏的整數(shù)倍），滑動(dòng)變阻器兩個(gè)（分別標(biāo)有“10Ω  2A”和“20Ω  2A”字樣），待測的兩小燈額定電壓分別為2.2伏和6.3伏．甲、乙兩同學(xué)各自選取一個(gè)變阻器、小燈及其它器材按要求正確連接電路，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．甲同學(xué)閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)電壓表、電流表示數(shù)均有變化，但是小燈發(fā)光始終較暗；乙同學(xué)閉合電建后，觀察到電流表示數(shù)為0.14安，當(dāng)滑片移動(dòng)到中點(diǎn)時(shí)（即滑動(dòng)變阻器接入一半的電阻），小燈正常發(fā)光．
實(shí)驗(yàn)中所用的電源電壓為3伏．乙同學(xué)所測小燈的額定電功率為0.352瓦，選用的滑動(dòng)變阻器最大阻值為10歐．

Answer 1

分析 燈泡比較暗，說明兩端電壓比較小，然后根據(jù)燈泡的額定電壓確定電源電壓；再根據(jù)乙同學(xué)測量時(shí)，滑片位于中點(diǎn)上可知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻可能為5Ω、10Ω，根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)可知，滑動(dòng)變阻器兩端電壓，由歐姆定律可求出此時(shí)燈泡的額定電流，注意額定電流大于0.14A，由此可以確定滑動(dòng)變阻器的最大阻值．

解答 因?yàn)榧淄瑢W(xué)閉合電鍵后，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)電壓表、電流表示數(shù)均有變化，但是小燈發(fā)光始終較暗，說明燈泡兩端電壓小于燈泡的額定電壓；
因?yàn)榇郎y的兩小燈額定電壓分別為2.2伏和6.3伏，則電源電壓可能為3V或7.5V，由于其中一個(gè)燈泡始終無法達(dá)到額定電壓，所以電源電壓為3V；
乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則燈泡兩端電壓為2.2V，則滑動(dòng)變阻器兩端電壓為：3V-2.2V=0.8V；
如果滑動(dòng)變阻器最大阻值為10Ω時(shí)，電路中的電流為I′=$\frac{U′}{R′}$=$\frac{0.8V}{5Ω}$=0.16A＞0.14A；
如果滑動(dòng)變阻器最大阻值為20Ω時(shí)，電路中的電流為I″=$\frac{U″}{R″}$=$\frac{0.8V}{10Ω}$=0.08A＜0.14A；
因此滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω．
乙同學(xué)所測小燈的額定電功率為：P=UI=2.2V×0.16A=0.352W．
故答案為：（1）3；（2）0.352；（3）10；

點(diǎn)評 本題考查了伏安法測小燈泡電功率的實(shí)驗(yàn)，涉及了實(shí)物電路的連接，滑動(dòng)變阻器的使用和選擇、電功率的計(jì)算；關(guān)鍵是會(huì)綜合利用滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻和電源的電壓以及小燈泡的額定電壓計(jì)算滑動(dòng)變阻器的選擇和電源的選擇，綜合性較強(qiáng)、難度較大．