Question

【题目】小华同学做“测定小灯泡的电功率”实验，现有电源（电压不变）、待测小灯（标有“0.28A”字样）、电流表、电压表（只有 0～3 伏完好）、滑动变阻器（标有“20Ω 2A”字样）、电键以及导线若干。他正确连接电路并按规范操作，闭合电键后，两电表的示数如图 （a）、（b）所示。他移动变阻器的滑片，小灯接近正常发光时，发现电路无法正常工作。他经过思考后认为在无需更换元件的情况下重新连接电路或许也可以完成实验任务，于是他先改变变阻器滑片 P 的位置，使电压表的指针满偏，然后在不改变滑片 P 的情况下重新连接电路后再次实验，当小灯泡正常发光时，电压表示数如图 （c）所示。

（1）小华同学所用的电源电压为_____伏。（需写出计算过程）

（2）他“重新连接电路前，先改变变阻器滑片 P 的位置，使电压表的指针满偏”的目的是：_____

（3）请根据相关信息计算出小灯的额定功率_____。（需写出计算过程）

Answer 1

【答案】 6V 为保证新电路中，电键闭合时变阻器两端的电压不大于3V，使电压表不超过量程 1.064W

【解析】解：（1）他正确连接电路并按规范操作，则电压表与灯并联，变阻器的最大电阻20Ω连入电路中，闭合电键后，电压表的示数如图 （a）所示，因电压表只有 0～3 伏完好，故图（a）中，电压表只能选用小量程，分度值为0.1V，电压大小为2V，（b）图中，若电流表选用大量程，分度值为0.1A，示数为1A大于灯的额定电流0.28A，将烧坏灯泡，故只能按小量程读数，分度值为0.02A，大小为0.2A，由串联电路的规律和欧姆定律，电源电压：

U＝UV+U滑＝2V+0.2A×20Ω＝6V；（2）重新连接电路前，先改变变阻器滑片 P 的位置，使电压表的指针满偏”，即使电压表示数最大为3V，根据串联电路电压的规律，保证新电路中，电键闭合时变阻器两端的电压不大于3V，使电压表不超过量程；（3）由题意，他将电压表并联在变阻器的两端了，因电压电压为6V，由题意当小灯泡正常发光时，电压表示数如图 （c）所示，图中电压表只能选用小量程程读数，分度值为0.1V，电压大小为2.2V（若按大量程读数，示数为11V超过电源电压6V），根据串联电路电压的规律，灯的额定电压：

UL＝U﹣U′滑＝6V﹣2.2V＝3.8V．灯的额定功率为：PL＝ULIL＝3.8V×0.28A＝1.064W。