Question

初三物理题（要解释）

小华和小明同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压为6伏）、电压表、电流表、滑动变阻器两个（甲标有“20Ω 2A”、乙标有“50Ω 2A”字样）、电键及导线若干，已知两个小灯的额定电压分别为2.5伏和3.5伏。小华和小明各自选取一个变阻器、小灯及其它器材连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，直至两个电路中电压表的示数均为3.5伏时，发现两小灯均已正常发光。这时，小华电路中变阻器的滑片在中点位置附近、电流表的示数如图13所示；小明对比后发现电路中小灯的亮度比小华选用的小灯暗。两位同学交流后，发现其中一位同学的电路连接有误。小明将此时电压表和电流表的示数相乘，得到的电功率为1.05瓦。
① 实验中电路连接有误的是_______（选填“小华”或“小明”）。
② 小华同学选用的变阻器为_______（选填“甲”或“乙”），所测小灯的额定功率为_______瓦。
③ 求小明同学所测小灯的额定功率。_______（需写出计算过程）

Answer 1

此题主要难在变阻器有两个、不同规格的灯泡有两个，又是两名同学在做实验，容易混乱。
首先要清楚“测定小灯泡的电功率”实验中小灯泡与滑动变阻器应串联，电压表应并联在小灯泡两端，当电压表的示数为小灯泡的额定电压时，根据公式P=UI进行计算。其次要明白串联电路的特点是分压，即电阻之比等于电压之比。
进入正题：从小华着手，电流表没有标明接线柱，因此示数可为1.2A或0.24A，由于电源电压为固定值6V，根据欧姆定律算得电路总电阻可为5Ω或25Ω，小华的滑动变阻器其划片位置在中点附近，意为其接入阻值为自身最大值的1/2左右，因此最少为20Ω*1/2=10Ω，由此推断出电流表的示数为0.24A，电路总电阻为25Ω。小灯泡和滑动变阻器将6V的电源电压分成3.5V+2.5V，因此两者的电阻相差不是很大，由此得出小华选用的滑动变阻器为（甲）。假设小华连接无误（即他选用额定电压为3.5V的小灯泡），那么变阻器阻值约为10Ω，则小灯泡阻值约为25-10=15Ω，两者比值约为2：3，滑动变阻器电压为2.5V，小灯泡电压为3.5V，两者比值为5:7近似于2:3（题干中提到小华的变阻器划片位于中间位置左右，10Ω只是用于方便计算），由此证明假设成立，那么此时小华所测小灯的额定功率为P=3.5V*0.24A=0.84w。
进而得出电路连接有误的是小明。小明选用的是2.5V的小灯泡，但他将电压表与滑动变阻器并联了，因此电压表的示数为3.5V。由I=P/U=1.05W/3.5v=0.3A算得小明电路中的电流（小明的错误就在于他将电压表并联在变阻器两端，又用了电压表的示数进行运算），因此小明同学所测小灯的额定功率P=UI=2.5V*0.3A=0.75W。
希望我的解释对你有帮助。

Answer 2

①小明的错。因为他的灯暗额定电压为2.5伏，而电压表的示数均为3.5伏。
②3.5/0.22=17欧左右，它的电压为3.5 伏特大于6-3.5=2.5伏特，故小华选甲。（20/2=10小于17；50/2=25大于17.）
③3.5/25=0.14安；2.5*0.14=0.35瓦

Answer 3

1.小明的错。因为他的灯暗额定电压为2.5伏，而电压表的示数均为3.5伏。
2.3.5/0.22=17欧左右，它的电压为3.5 伏特大于6-3.5=2.5伏特，故小华选甲。（20/2=10小于17；50/2=25大于17.）
3.3.5/25=0.14安；2.5*0.14=0.35瓦

Answer 4

（1）小明
（2）甲

Answer 5

1、小华
2、甲 2.5^2/（3.5/0.22）