Question

小孫同學在做“測定小燈泡的功率”的實驗中，所用電源電壓保持不變，滑動變阻器上標有“50Ω  2A”字樣，小燈上標有“0.16A”字樣．他正確連接電路后，閉合電鍵，小燈發光較暗，觀察到電流表和電壓表的示數如圖所示，繼續移動滑動變阻器的滑片，當小燈泡正常發光時，發現滑片恰好在中點上（即連入電路的電阻為25歐）．小孫同學所用的電源電壓為______伏，小燈的額定電壓為______伏，小燈的額定功率為______瓦．

Answer 1

【答案】分析：連接完電路閉合開關前，滑動變阻器接入電路的阻值應為最大阻值．根據電流表和電壓表的示數，利用R=計算出小燈泡的阻值；又已知滑動變阻器接入電路的阻值，可計算得到電路總電阻，讀的電流表示數，利用U=IR計算電源電壓；
據燈泡正常工作時的電流滑動變阻器接入電路的電阻，據公式U=IR可計算出此時滑動變阻器兩端的電壓，進而可求得燈泡的額定電壓；
進而利用公式P_額=U_額I計算出該燈泡的額定功率；
解答：解：當剛閉合開關時，據電流表和電壓表的示數能看出，此時U_L=3V，I_L=0.12A，
燈泡的阻值為：R_L===25Ω；
此時滑動變阻器全部解入電路，故此時的總電阻是：R=50Ω+15Ω=65Ω，此時的電路中電流是I_L=0.12A，
故此時的電源電壓是U=I（R_L+R′）=0.12A×（25Ω+50Ω）=9V；
當小燈泡正常工作時，其電流是0.16A，變阻器接入電路的阻值為25Ω，故此時變阻器兩端的電壓是：
U=IR=0.16A×25Ω=4V；故燈泡兩端的電壓是U=9V-4V=5V；
故此時小燈泡的額定功率是：P_額=U_額I=5V×0.16A=0.8W；
故答案為：9；5；0.8．
點評：熟悉串聯電路中電流、電壓和電阻的規律，并能熟練的應用歐姆定律和電功率的計算公式計算是解決該題的關鍵；同時，該題應特別注意的是：在改變燈泡中的電流時，燈泡的電阻值是變化的，故我們在計算時不能將燈泡的電阻一直看做是25Ω．