Question

某同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源由几节干电池组成（电压为1.5伏的整数倍

某同学在做“测定小灯泡的电功率”实验中，器材齐全、完好，电源由几节干电池组成（电压为1.5伏的整数倍且保持不变），待测小灯标有“0.2安”字样，滑动变阻器标有“20欧 2安”字样．（1）他连接完电路闭合电键S后，观察到电表的示数分别为1.3伏和0.16安，继续移动变阻器的滑片，发现两电表的示数均不发生变化，则其原因是______．（2）经过思考，该同学发现操作中的不当之处，重新正确连接电路进行实验．他移动变阻器的滑片，小灯泡正常发光，此时滑片的位置恰好在变阻器中点上（即滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω）．请说出该同学判断小灯正常发光的理由______．（3）小灯泡正常发光时的功率．______（写出计算过程）．

Answer 1

（1）闭合开关，电压表与电流表都有示数，说明电路不存在断路也不存在短路，
继续移动变阻器的滑片，两电表的示数均不发生变化，即移动滑片不能改变滑动变阻器接入电路的阻值，说明滑动变阻器同时接下面两个接线柱或上面两个接线柱，
若滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器接入电路的阻值为0，小灯泡两端的电压即等于电源电压，已知电源由几节干电池组成（电压为1.5V的整数倍且保持不变），电压表示数不可能为1.3V，所以滑动变阻器不可能同时接上面两个接线柱，
由以上分析可知，滑动变阻器同时接下面两个接线柱，导线接在滑动变阻器的两个电阻丝接线柱上，滑动变阻器阻值全部接入电路，成为定值电阻；
（2）若要使小灯泡正常发光，应使小灯泡两端的电压等于额定电压或通过小灯泡的电流等于额定电流，小灯泡的额定电压未知，则可以使通过小灯泡的电流等于额定电流0.2A，即电流表的示数为0.2A时，小灯泡正常发光；
（3）由以上分析可知，（1）中滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器阻值全部接入电路，成为定值电阻，电流表的示数为0.16A，此时滑动变阻器两端的电压U_滑=I_滑R_滑=0.16A×20Ω=3.2V，
电压表的示数为1.3V，即小灯泡两端的电压为1.3V，由串联电路的电压规律可知电源电压U=U_灯+U_滑=1.3V+3.2V=4.5V；
重新进行试验，小灯泡正常发光，电路中的电流为0.2A，滑动变阻器连入电路的电阻为10Ω，滑动变阻器两端的电压U_滑ˊ=I_滑ˊR_滑ˊ=0.2A×10Ω=2V，
根据串联电路的电压特点可知小灯泡两端的电压即额定电压U_额=U-U_滑ˊ=4.5V-2V=2.5V，
则小灯泡正常发光时的功率P_额=U_额I_额=2.5V×0.2A=0.5W．
 答：（1）导线接在滑动变阻器的两个电阻丝接线柱上；
（2）当电流表示数等于额定电压0.2A时，小灯正常发光；
（3）小灯泡正常发光时的功率为0.5W．