Question

（2011?泸州）某中学物理兴趣小组开展活动时，老师拿给同学们一个小灯泡、一个符合测量要求的电压表和电阻箱，另有合适的电源、开关等．要求测量出该小灯泡的额定功率．同学们先查看了小灯泡的铭牌，发现铭牌上只能看见“6V”字样．于是，同学们设计了如图所示的电路进行测量．图中R是电阻箱，电源电压恒定，不考虑温度对灯泡电阻的影响．请你回答下列问题：
（1）电路闭合后，逐渐减小电阻箱R接入电路的电阻，当R接入电阻为48Ω时，电压表读数为l2V，当R接入电阻为38Ω时，电压表读数为11.4V，根据这两组数据，请你通过计算，求出电源的电压？
（2）要测量出小灯泡的额定功率，此时伏特表的读数应该调为多少？电阻箱R接入电路的电阻是多少？小灯泡的额定功率是多少？

Answer 1

分析：（1）从图可知，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量的是定值电阻两端的电压，根据串联电路电流相等的特点和欧姆定律得到有关U和灯的电阻R_灯的两个方程，联立方程组求解．
（2）小灯泡的额定电压是6V，根据串联电路电压的特点，求出伏特表的读数应该调为多少；根据欧姆定律求出电阻箱R接入电路的电阻，根据小灯泡的额定电压和电阻求出小灯泡的额定功率．

解答：解：（1）设电源电压为U，当R接入电阻为48Ω时，电压表读数为l2V，根据串联电路相等可得：

12V

48Ω

=

U-12V

R灯

--①
当R接入电阻为38Ω时，电压表读数为11.4V，根据串联电路相等可得；

11.4V

38Ω

=

U-11.4V

R灯

--②
由①②两式得：U=15V；R_灯=12Ω．
答：电源电压是15V．
（2）①小灯泡的额定电压是6V，要测量出小灯泡的额定功率，则电压表的示数为U_R=U-U_灯=15V-6V=9V；
②此时电路中的电流I=

U灯

R灯

=

6V

12Ω

=0.5A，
∴电阻箱R接入电路的电阻R=

UR

I

=

9V

0.5A

=18Ω
③小灯泡的额定功率是P=U_灯I=6V×0.5A=3W．
答：要测量出小灯泡的额定功率，此时伏特表的读数应该调为9V；电阻箱R接入电路的电阻是18Ω小；灯泡的额定功率是3W．

点评：本题考查了串联电路电压、电流的特点以及欧姆定律和电功率的计算，能够利用串联电路电流相等列方程求出电源电压和灯的电阻是本题的关键．