Question

【題目】小王同學(xué)做“測定小燈泡的電功率”實驗，所用實驗器材齊全并完好，電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍（若干節(jié)新干電池組成），滑動變阻器上標有“”字樣，小燈泡上的字跡模糊不清，但只可能是“1.5V” “2.2V”或“3.8V”中的一個。

（1）小王先正確串聯(lián)實驗器材如圖（a）所示，將滑片移到變阻器的一端，然后將電壓表并聯(lián)在電路中。閉合電鍵后，電流表示數(shù)如圖（b）所示，小燈泡發(fā)光較暗，接著移動變阻器的滑片，觀察到小燈泡逐漸變亮，電壓表示數(shù)逐漸變小。

（2）經(jīng)過思考，小王發(fā)現(xiàn)了問題，并重新進行實驗他正確連接電路操作步驟正確，閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片，并觀察電壓表示數(shù)和小燈泡亮度的變化情況，發(fā)現(xiàn)訂滑片在差不多滑到變阻器中間位置時小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)剛好變化了0.1安。

（3）小王在第一次實驗時出現(xiàn)的問題是__________________。請根據(jù)相關(guān)信息判斷出小王所選小燈泡的額定電壓是________伏，電源的電壓是________伏，并計算出小燈泡的額定功率為________瓦。（需寫出計算過程）

Answer 1

【答案】連接電路時將電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端（或bc之間） 2.2 6 0.66

【解析】

[1]閉合電鍵，電壓表與電流表都有示數(shù)，移動滑動變阻器滑片，觀察到小燈泡逐漸變亮，電壓表示數(shù)逐漸變小，說明電壓表測的不是待測電阻兩端的電壓，而是測滑動變阻器兩端的電壓，電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端即接到了bc兩點之間了；

[2]當(dāng)電壓表并聯(lián)在滑動變阻器兩端時，由圖b可知電流表的示數(shù)為I=0.2A；在正確連接電路，操作步驟正確；閉合電鍵，移動滑動變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)滑片在中點附近時小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)變化了0.1安，則此時電路中電阻減小，總電壓不變時，電流增大，

所以此時的電流為I′=0.2A+0.1A=0.3A；

滑片P在中點附近時，則R滑′=12.5Ω左右，

所以變阻器兩端的電壓約為U滑′=ILR滑′=0.3A×12.5Ω=3.75V，

a、若UL=1.5V，則電源電壓U=UL+U滑′=1.5V+3.75V=5.25V，

由于電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍，而5.25V不是1.5V的整數(shù)倍，故燈泡的額定電壓不是1.5V；

b、若UL=3.0V，則電源電壓U=UL+U滑′=3.0V+3.75V=6.75V，

由于電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍，而6.75V不是1.5V的整數(shù)倍，故燈泡的額定電壓不是3.0V。

c、若UL=2.2V，則電源電壓U=UL+U滑′=2.2V+3.75V=5.95V≈6V，

由于6V為1.5V的整數(shù)倍，所以燈泡的額定電壓是2.2V。

[3]電源電壓為U=6V，則小燈的額定功率P額=ULIL=2.2V×0.3A=0.66W。