Question

小張和小明兩同學分別做“測定小燈泡的功率”的實驗，除了小燈泡外他們所使用的器材規(guī)格均相同，小燈泡的額定電壓可能是“1.5V”、“2.0V”或“2.8V”．

（1）圖a是小張同學沒有連接完的實物電路，請你用筆畫線代替導線，將實物電路連接完整（要求滑片向右滑時燈泡變暗）．
（2）小張正確連接好電路后，如下表所示，閉合開關(guān)時記錄了第一組數(shù)據(jù)，當小燈泡正常發(fā)光時記錄了第二組數(shù)據(jù)，把滑片移到端點時小燈泡閃亮一下后熄滅，小張仍觀察并記錄了第三組數(shù)據(jù)，則他所用的燈泡的額定功率為______W，他們所用的電源的電壓為______V．

實驗序號	電壓表示數(shù)	電流表示數(shù)	小燈泡亮暗程度
1	1.3	0.17	暗
2	2.0	0.22	正常發(fā)光
3	3.0		不發(fā)光

（3）小明正確連接好電路后，當他所選用的小燈泡正常發(fā)光時，電壓表的示數(shù)如圖b所示，此時滑片恰好在滑動變阻器的中點上，若小明與小張的小燈泡額定功率相差不大，則小明同學所選用的小燈泡正常發(fā)光時的電流為______A，滑動變阻器連入電路的電阻值為______Ω．

Answer 1

【答案】分析：（1）由燈泡的額定電壓確定電壓表的量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，注意正負接線柱．
滑動變阻器滑片右移，燈泡變暗，電路電流變小，電路電阻變大，滑動變阻器連入電路的電阻變大，可以確定滑動變阻器接入的下面接線柱，上面接線柱任意選擇，把滑動變阻器串聯(lián)在電路中．
（2）小張連接好電路，閉合開關(guān)，滑動變阻器滑片在最大阻值處，得到第一組數(shù)據(jù)，求出滑動變阻器電壓（通過第三組數(shù)據(jù)得到電源電壓）和滑動變阻器最大電阻．
減小滑動變阻器電阻，得到第二組數(shù)據(jù)，根據(jù)P=UI計算燈泡額定功率．
繼續(xù)移動滑片，電路電流增大，燈泡電壓增大，超過燈泡的額定電壓時，燒斷燈絲，電路斷路，電流表無示數(shù)，電壓表串聯(lián)在電路中測電源電壓．
（3）小明和小張使用的器材除燈泡外其它都相同，利用小張的第一次實驗求得滑動變阻器的最大阻值，求得滑片中點時接入電路的電阻和電壓，求得滑動變阻器電流即燈泡電流．
解答：解：（1）燈泡的額定電壓可能是1.5V、2.0V、2.8V，都小于3V，電壓表選擇0～3V量程，電壓表與燈泡并聯(lián)，電流從正接線柱流入，從負接線柱流出．
滑動變阻器滑片右移，燈泡變暗，電路電流變小，電路總電阻變大，滑動變阻器連入電路的電阻變大，滑動變阻器接左下端接線柱，任意選擇上面一個接線柱串聯(lián)在電路中．如圖．

（2）閉合開關(guān)后，滑片處于最大阻值處，向左移動滑片，電路電阻減小，電流增大，燈泡兩端電壓增大，當燈泡兩端電壓超過燈泡的額定電壓時，燈泡被燒壞．
電壓表串聯(lián)在電路中，測電源電壓，電源電壓為3V．
連接好電路，滑片處于最大阻值處，閉合開關(guān)得到第一組數(shù)據(jù)，滑動變阻器電壓為：U₁=U_總-U_L=3V-1.3V=1.7V，
滑動變阻器最大阻值為：R===10Ω，
燈泡正常工作時，電壓為2.0V，電流為0.22A，
所以，燈泡額定功率為：P=UI=2.0V×0.22A=0.44W．
（3）小明實驗時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，小明與小張使用的滑動變阻器相同，
滑動變阻器接入電路的電阻：R′=R=×10Ω=5Ω，
電壓表選擇0～3V量程，每一個大格代表1V，每一個小格代表0.1V，電壓為1.5V，
根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等，所以燈泡電流為：I_L=I′===0.3A．
故答案為：（1）如圖；（2）0.44； 3；（3）0.3； 5．
點評：本題的很多已知條件都不是直白的，而是隱含在實驗數(shù)據(jù)中，需認真挖掘．
通過燈泡兩端電壓超過燈泡額定電壓時，燒壞燈泡，電壓表串聯(lián)在電路中測量電源電壓，獲得電源電壓值．
通過閉合開關(guān)時，滑動變阻器滑片處于最大阻值處求得滑動變阻器最大電阻．
通過小張和小明使用的器材相同，求得小明實驗時滑動變阻器的電流即燈泡正常工作時的電流．