Question

8．甲、乙同學分別做“測定小燈泡的電功率”的實驗，實驗用到的器材包括：電源電壓3伏和6伏各一個，標有“5Ω   2A”和“20Ω   2A”字樣的滑動變阻器各一個．標有“2.2V”和“3.8V”字樣的待測小燈各一個，以及電流表、電壓表．電鍵和導線，他們各自選取-個變阻器、小燈、電源及其它器材連接電路進行實驗．閉合電鍵后，甲同學發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動變阻器的滑片，小燈均不能正常發(fā)光．討論后．兩位同學決定互換電源．并重新連接電路進行實驗．當小燈正常發(fā)光時．滑片的位置都在中點附近，且電壓表示數(shù)相同．其中-個電流表示數(shù)為0.22A．
①請畫出甲同學的實驗電路圖．
②小燈正常發(fā)光時，甲同學所用的電源電壓為6伏，滑動變阻器的規(guī)格為“20Ω 2A”
③乙同學選用小燈泡的額定功率為0.704W（通過計算說明）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)測定小燈泡的原理畫出小燈泡的電路圖；
（2）互換電源前無論怎樣移動滑動變阻器燈都不能正常發(fā)光，互換后燈泡能正常發(fā)光說明開始時甲用的額定電壓大而電源電壓小的選出甲的電源電壓和電源，根據(jù)當小燈正常發(fā)光時．滑片的位置都在中點附近，且電壓表示數(shù)相同．其中-個電流表示數(shù)為0.22A判斷出滑動變阻器的規(guī)格．
（3）根據(jù)（2）中選出的電源電壓和小燈泡的規(guī)格，根據(jù)P=UI計算出乙小燈泡的額定功率．

解答 解：（1）根據(jù)互換電源前無論怎樣移動滑動變阻器燈都不能正常發(fā)光，互換后燈泡能正常發(fā)光說明開始時甲用的額定電壓大而電源電壓小的，故甲選用的是額定電壓是3.8V的小燈泡和3V的電源電壓，乙選用的是額定電壓為2.2V的燈泡和6V的電源，再根據(jù)當小燈正常發(fā)光時，滑片的位置都在中點附近，且電壓表示數(shù)相同，應該都是2.2V，說明甲的電路中電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，乙電路中電壓表并聯(lián)在小燈泡的兩端，據(jù)此畫出甲的電路圖，電路圖如下；

（2）根據(jù)（1）中的分析知，電壓表的示數(shù)為2.2V，若甲電路中的電流表是0.22A，則根據(jù)R=$\frac{U}{I}$=$\frac{2.2V}{0.22A}$=10Ω，又因為小燈正常發(fā)光時．滑片的位置都在中點附近，則滑動變阻器的最大阻值為20Ω，所以甲選用“20Ω，2A”的滑動變阻器，則乙選用的是“5Ω，2A”的滑動變阻器；
（3）根據(jù)（1）和（2）中判斷的乙燈泡的規(guī)格和滑動變阻器的規(guī)格，因為U_乙=2.2V所以U_滑=U-U_乙=3V-2.2V=0.8V，R_滑=$\frac{1}{2}$R=$\frac{1}{2}$×5Ω=2.5Ω，I=$\frac{{U}_{滑}}{{R}_{滑}}$=$\frac{0.8V}{2.5Ω}$=0.32A，P_乙=U_乙I=2.2V×0.32A=0.704W．
故答案為：（1）見上圖；
（2）6；“20Ω  2A”；（3）0.704W．

點評 此題考察了電路圖的設計、電源電壓、滑動變阻器的選擇以及電功率的計算，是一道綜合性的實驗題，有一定的難度．