Question

（2013?上海二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，其中：电源电压为6伏且不

（2013?上海二模）小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，实验器材齐全并完好，其中：电源电压为6伏且不变，待用滑动变阻器有两种规格（分别标有“10Ω 2A”、“20Ω 2A”的字样），所用小灯是额定电压为“2.2V”、“3.8V”和“4.5V”中的一个，估计小灯的额定功率在1.8瓦以内．小华连接电路，闭合电键后，移动变阻器的滑片，他发现当滑片在中点附近某位置时，小灯接近正常发光，此时电流表、电压表的示数如图所示．当他确定小灯的额定电压后，稍许移动了滑片的位置使小灯正常发光，此时电流表指针的位置恰好跟图中电流表指针的位置相差一格．①求图中电流表的示数．②求小灯可能的额定功率并计算说明所用变阻器的规格．

Answer 1

①估计小灯的额定功率在1.8瓦以内，最小可能的额定电压为2.2V，
根据P=UI可知，灯泡的最大可能为：
I_max=

P

Umin

=

1.8W

2.2V

≈0.82A，
结合电流表指针的位置可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.42A；
②电源的电压为6V，结合电压表指针的位置可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2V，
∵灯泡正常发光时电流表指针的位置恰好跟图中电流表指针的位置相差一格，
∴灯泡正常发光时的电压为2.2V，
A、要使灯泡两端的电压由2V变为2.2V，则应减小滑动变阻器接入电路中的电阻，增大电路中的电流，则灯泡的额定电流为0.44A，
则额定功率可能为：
P_额=U_额I_额=2.2V×0.44A=0.968W，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴此时滑动变阻器两端的电压：
U_变=U-U_L=6V-2.2V=3.8V，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_变=

U变

I额

=

3.8V

0.44A

≈8.64Ω，
∵滑动变阻器接近中间位置，
∴变阻器的规格为“20欧 2安”；
B、若电压表并联在滑动变阻器两端时，灯泡两端的电压：
U_额=U-U_变=6V-2V=4V，
∴灯泡的额定电压可能为3.8V，可能为4.5V，
要是灯泡两端的电压由4V变为3.8V，则应增大滑动变阻器接入电路中的电阻，减小电路中的电流，即额定电流为0.4A；同理要使电压表的示数由4V变为4.5V，应减小变阻器接入电路中的电阻，电路中的电流增大，即灯泡的额定电流为0.44A；
灯泡的额定功率可能为：
P_额=U_额I_额=3.8V×0.4A=1.52W，P_额′=U_额I_额′=4.5V×0.44A=1.98W，
∵估计小灯的额定功率在1.8瓦以内，
∴此时灯泡的电功率为1.52W，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R_变=

U变

I额

=

2.2V

0.4A

=5.5Ω，
∵滑动变阻器接近中间位置，
∴变阻器的规格为“10欧 2安”．
答；①图中电流表的示数为0.42A；
②小灯可能的额定功率可能为0.968W，此时所用变阻器的规格为“20欧 2安”；灯泡的额定功率也可能为1.52W，此时所用变阻器的规格为“10欧 2安”．