Question

20．小張同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓保持不變）、待測(cè)小燈（額定功率不小于0.8瓦）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器、電鍵及導(dǎo)線若干，其中待測(cè)小燈上只有所標(biāo)“0.25A”（指小燈正常工作電流）字樣清晰可見．他連接電路，操作規(guī)范，閉合電鍵，移動(dòng)變阻器的滑片至小燈正常發(fā)光時(shí)，變阻器連入電路的電阻恰為最大阻值的一半，此時(shí)電壓表V的示數(shù)為2.5伏．在上述實(shí)驗(yàn)過程中，電流表A示數(shù)的范圍為0.20～0.25安．經(jīng)思考后，他在電路中再連接一個(gè)電壓表V′并按規(guī)范重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電壓表V′的示數(shù)從2.0伏逐漸變大、電壓表V的示數(shù)則逐漸變�。�
①請(qǐng)寫出小張將電壓表V接在電路中的位置．并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端．
②請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算：滑動(dòng)變阻器的最大阻值為20歐，電源電壓為6伏，小燈泡的額定功率為0.875瓦．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)燈泡和滑動(dòng)變阻器的連接特點(diǎn)，利用歐姆定律分析出各自的電壓變化趨勢(shì)即可知道電壓表V接在電路中的位置；
（2）電流表V測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端電壓，示數(shù)為2.5V時(shí)，電流為0.25A，可求變阻器連入電路的阻值，進(jìn)而可求最大阻值；
求出電壓表V′示數(shù)（燈泡兩端電壓）為2.0V時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端電壓，可計(jì)算電壓電壓；
利用歐姆定律和電源電壓不變的特點(diǎn)列出等式求出燈泡的額定電壓值，最后利用P=UI求功率．

解答 解：（1）在“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，待測(cè)小燈與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，規(guī)范實(shí)驗(yàn)時(shí)，隨著滑片P的移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值減小，電路中的電流變大，因燈泡的阻值基本不變，根據(jù)U=IR可知：燈泡兩端的電壓會(huì)變大，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知：滑動(dòng)變阻器兩端的電壓會(huì)減小，所以電壓表V的示數(shù)逐漸變小，表明電壓表V并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器的兩端；V′并聯(lián)在燈泡兩端．
（2）滑動(dòng)變阻器一半電阻連入電路時(shí)，電路中電流I=I_額=0.25A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U_滑=2.5V，
滑動(dòng)變阻器的最大阻值：R_大=2R=2×$\frac{{U}_{滑}}{I}$=2×$\frac{2.5V}{0.25A}$=20Ω；
電壓表V′的示數(shù)U₁=2.0V時(shí)燈泡中電流為0.2A，滑動(dòng)變阻器兩端電壓U₂=R_大I_小=20Ω×0.2A=4V，
則電源電壓：U=U₁+U₂=2.0V+4.0V=6V；
根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)得：燈泡的額定電壓U_額=U-U′=6V-2.5V=3.5V．
則P_額=U_額I=3.5V×0.25A=0.875W．
故答案為：①并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端；②20；6；0.875．

點(diǎn)評(píng) 本題考查燈泡功率的測(cè)量，一定掌握串聯(lián)電路電流、電壓特點(diǎn)，會(huì)靈活應(yīng)用歐姆定律和功率公式．關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理和電路連接．