Question

（2012?黃浦區二模）某同學做“測定小燈泡的功率”實驗，所用器材有電源、待測小燈（標有“2.0V”字樣、額定功率在0.4瓦～1.2瓦之間）、兩個電壓表、滑動變阻器（“10Ω  1.5A”、“20Ω  2A”和“50Ω  1A”中的某一個）、電鍵以及導線若干．他經過思考后，將兩個電壓表分別接在滑動變阻器和電源兩端進行實驗．
①請畫出該同學連接的實驗電路圖．
②若實驗中，當燈泡正常發光時，滑片P的位置恰好在中點上（即它接入電路的電阻為最大阻值的一半），且兩個電壓表的示數如圖（a）、（b）所示，請根據相關信息計算出小燈的額定功率．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）燈泡、滑動變阻器串聯，電壓表分別接在燈泡與電源兩端；
（2）根據題意，求出流過電路的最大值與最小值，確定電路電流的范圍；
然后根據電壓表示數及燈泡的額定電流，電路連接情況，確定兩電壓表的示數；
根據歐姆定律求出電路電流，最后根據功率公式P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）燈泡、滑動變阻器串聯，電壓表分別接在燈泡與電源兩端，電路圖如圖所示．
（2）①由題意知，燈泡的額定電壓U=2V；額定功率在0.4W～1.2W之間，
則燈泡的額定電流I_額最小=

P額最小

U

=

0.4W

2V

=0.2A，
I_額最大=

P額最大

U

=

1.2W

2V

=0.6A；
②一個電壓表測電源電壓，一個電壓表測滑動變阻器電壓，
燈泡電壓等于兩電壓表示數之差，即：U_額=U-U_滑=2V，
由圖示電壓表可得：兩電壓表示數為U=4.5V；U_滑=2.5V，
③當變阻器為“10Ω  1.5A”時，I_額=I_滑=

U滑

R滑

=

2.5V

10Ω 2

=0.5A，
此時燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2V×0.5A=1W；
②當變阻器為“20Ω  2A”時，I_額=I_滑=

U滑

R滑

=

2.5V

20Ω 2

=0.25A，
此時燈泡的額定功率P_額=U_額I_額=2V×0.25A=0.5W，
③當變阻器為“50Ω  1A”時，I_額=I_滑=

U滑

R滑

=

2.5V

50Ω 2

=0.1A，
因為I_額最小=0.2A，所以這種情況不可能出現．
答：燈泡的額定功率為1W或0.5W．

點評：根據實驗目的、實驗原理、所給實驗器材，結合題目要求畫出電路圖；
求燈泡的額定功率是本題的難點所在，求功率時，要根據題意進行分析討論，討論各種可能出現的情況，答題．