Question

小偉和小莉同學(xué)做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有電源（電壓為4.5伏）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器兩個(gè)（甲標(biāo)有“12Ω2A”、乙標(biāo)有“20Ω2A”字樣）、電鍵及導(dǎo)線若干，已知兩個(gè)小燈的額定電壓分別為1.5伏和3伏，額定功率均不超過(guò)1瓦。小偉和小莉各自選取一個(gè)變阻器、小燈及其它器材連接電路，閉合電鍵后，移動(dòng)變阻器的滑片，直至兩個(gè)電路中電壓表的示數(shù)均為3伏時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩小燈均已正常發(fā)光。這時(shí)，小偉電路中變阻器的滑片在中點(diǎn)位置附近、電流表的示數(shù)如圖所示；小莉?qū)Ρ群蟀l(fā)現(xiàn)電路中小燈的亮度比小偉選用的小燈暗。兩位同學(xué)交流后，發(fā)現(xiàn)其中一位同學(xué)的電路連接有誤，小莉?qū)⒋藭r(shí)電壓表和電流表的示數(shù)相乘，得到的電功率為0.96瓦。

（1）實(shí)驗(yàn)中電路連接有誤的是          （選填“小偉”或“小莉”）。
（2）小偉同學(xué)選用的變阻器為         （選填“甲”或“乙”），所測(cè)小燈的額定功率為         瓦。
（3）求小莉同學(xué)所測(cè)小燈的額定功率。（需寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）
                                                                        

Answer 1

（1）小莉；（2）甲；0.72；（3）由題意及以上分析知，小莉所用燈泡額定電壓U_額2=1.5V燈泡正常發(fā)光時(shí)流過(guò)燈泡的電流I₂=P_變阻器 /U_變阻器 ="0.96W" /3V =0.32A，P₂=U_L2I₂=1.5V×0.32A=0.48W

試題分析：（1）（2）由題意知：兩燈泡正常發(fā)光時(shí)的電流分別為I₁="P" /U₁ ="1W" /1.5V ≈0.7A；I₂="P/" U₂ ="1W" /3V ≈0.3A，最大電流均不超過(guò)1A，故電流表所選的量程應(yīng)為0～0.6A，示數(shù)為0.24A；又因?yàn)榛瑒?dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)附近，可知此燈泡的電阻接近12Ω×0.5 =6Ω或20Ω×0.5 =10Ω。若小偉燈泡的額定電壓為1.5V，則滑動(dòng)變阻器的電阻R="U/" I =（4.5V?1.5V）/ 0.24A ≈12.5Ω；若小偉燈泡的額定電壓為3V，則電阻R="U" /I =（4.5V?3V）/ 0.24A ≈6.25Ω；由以上分析知，小偉所用的是12Ω的甲滑動(dòng)變阻器，且燈泡的額定電壓為3V，則小偉燈泡的額定功率為P₁=U₁I₁=3V×0.24A=0.72W；小莉燈泡的額定電壓為1.5V，電壓表應(yīng)與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，故其連接錯(cuò)誤；（3）由題意及以上分析可知，燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，小莉所用燈泡的額定電壓為U_額=1.5V，其電壓表的示數(shù)為U_P=3V，得到的電功率為P=0.96W，則此時(shí)電路中的電流I=P/U_P="0.96W" /3V =0.32A；則燈泡的額定功率P_額=U_額I=1.5V×0.32A=0.48W．