Question

小華同學做“測定小燈泡的電功率”實驗，現有學生電源（電壓為2伏的整數倍）、額定電壓為“2.5V”、 “3.5V”、 “4.5V” 、 “6.3V”的待測小燈（額定功率在0.6瓦~1.8瓦之間）、電壓表、電流表、滑動變阻器（標有“20Ω 2A”字樣）、電鍵以及導線若干。他正確連接電路后閉合電鍵，移動變阻器的滑片直至小燈正常發光，發現此時變阻器的滑片P在中點附近，電流表示數如圖19所示。

① 小華同學所用的電源電壓為________伏。
② 請根據相關信息計算出小燈的額定功率。________（需寫出計算過程）

Answer 1

① 6伏、8伏          ② U_額＝P_額/I_額
 依據0.6瓦≤P_額≤1.8瓦   I_額＝0.34安
可判斷  U_額為2.5伏、3.5伏、4.5伏
由U＝U_額＋I_額R_滑@2.5伏＋0.34安×10歐＝5.9伏
U＝U_額＋I_額R_滑@3.5伏＋0.34安×10歐＝6.9伏
U＝U_額＋I_額R_滑@4.5伏＋0.34安×10歐＝7.9伏
可判斷  U為6伏、8伏
P_額＝U_額I_額＝2.5伏×0.34安＝0.85瓦
P_額＝U_額I_額＝4.5伏×0.34安＝1.53瓦

試題分析：由題意知待測小燈泡的功率0.6W≤P_額≤1.8W，正常工作，由圖知通過的電流I_額＝0.34A，則U_額=P_額/I_額，得1.76V≤U_額≤5.29V，可判斷燈泡的額定電壓U_額為2.5V、3.5V、4.5V，而滑動變阻器兩端電壓約為0.34A×10Ω=3.4V，故電源電壓5.16V≤U≤8.69V，又因為電壓為2V的整數倍，可判斷電源電壓U為6V、8V。綜合分析可知：當電源電壓U=6V時，燈泡的額定電壓為2.5V，則P_額＝U_額I_額＝2.5V×0.34A＝0.85W；當電源電壓U=8V時，燈泡的額定電壓為4.5V，則P_額＝U_額I_額＝4.5V×0.34A＝1.53W；