Question

【題目】小華做“測定小燈泡的電功率”實驗，現(xiàn)有電源（有3伏、4.5伏、6伏可選）、待測小燈（標有“0.28A”字樣）、電壓表、電流表、滑動變阻器、電鍵及導線若干。小華連接電路，進行實驗，閉合電鍵后，在移動變阻器的滑片的過程中，電壓表的示數(shù)從2.4伏逐漸減小至零，電流表示數(shù)變化范圍為0.12安﹣0.24安，小燈亮度雖隨之變化，但是一直較暗。

（1）你認為小華的實驗中存在的問題是：①_____；②_____。

（2）經(jīng)過思考后，小華僅對實驗器材略作調(diào)整，然后閉合電鍵，繼續(xù)實驗，發(fā)現(xiàn)當小燈正常發(fā)光時，電壓表和電流表的示數(shù)的乘積為0.616瓦。實驗中，小華判斷小燈正常發(fā)光的依據(jù)是：_____，此時的電源電壓為_____伏，小燈的額定功率為_____瓦。

Answer 1

【答案】 電源電壓太小 電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端 電流表示數(shù)為0.28A 6 1.064

【解析】（1）根據(jù)題意知道，在移動變阻器的滑片的過程中，電壓表的示數(shù)從2.4伏逐漸減小至零，電流表示數(shù)變化范圍為0.12安-0.24安，即電流表示數(shù)變大，說明變阻器連入電路中的電阻變小，由分壓原理知道，此過程中變阻器的電壓會變小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，燈的電壓變大，所以應(yīng)是電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端了；小燈亮度雖隨之變化，但是一直較暗，這說明電源電壓太小，始終小于燈的額定電壓； 由以上分析可知，小華的實驗中存在的問題是：①電源電壓太小；②電壓表并聯(lián)在變阻器的兩端；

（2）根據(jù)（1）的分析知道小華的實驗電路器材略作調(diào)整前，電路圖如1，

由于是實驗器材略作調(diào)整，故指的是改變電源電壓，而電路的連接情況不變；在圖1中因為燈發(fā)光一直較暗，調(diào)整后，燈能正常發(fā)光，所以此時通過燈的電流為0.28A，如圖2所示，根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，圖2中的電源電壓一定大于燈的額定電壓，即圖2中的電源電壓一定大于圖1中的電源電壓；又因為發(fā)現(xiàn)當小燈正常發(fā)光時，電壓表和電流表的示數(shù)的乘積為0.616瓦，所以由P=UI可知，圖2中的電壓表示數(shù)是：U2 =P/IL=0.616W/0.28A=2.2V；所以圖1中的電源電壓只能為3V或4.5V，若圖1中的電源電壓為4.5V，則當圖1的變阻器接入阻值為0時，則燈的電壓是4.5V，而圖2與圖1相比，通過燈的電流變大，所以圖2中燈的電壓大于4.5V，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，圖2中電源電壓應(yīng)是U2 ＞4.5V+2.2V=6.7V＞6V，不符合題意，所以，圖1中的電源電壓只能為3V，在圖2中，因為燈的電流變大，故圖2中燈的電壓大于3V（即額定電壓大于3V），根據(jù)串聯(lián)電路電壓的規(guī)律，圖2中的電源電壓是：U2＞3V+2.2V=5.2V，所以圖3中電源電壓只能為6V，在圖2中，由串聯(lián)電路電壓的規(guī)律知道，燈的額定電壓是：UL =U2 -U2V =6V-2.2V=3.8V，則小燈的額定功率是：PL =UL IL =3.8V×0.28A=1.064W。