Question

（2013?長寧區(qū)二模）小華在“測定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，選用的器材有電源（若干節(jié)干電池串聯(lián)組成，即電源電壓為1.5伏的整數(shù)倍）、待測小燈（標(biāo)有“2.2V”字樣、額定功率在0.4～0.7瓦之間）、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器（有“50Ω 2A”和“20Ω 2A”兩種規(guī)格）、電鍵以及導(dǎo)線若干．他正確連接電路，操作無誤．閉合電鍵后，移動(dòng)變阻器的滑片，他發(fā)現(xiàn)小燈正常發(fā)光時(shí)，滑片的位置恰好在中點(diǎn)上（即變阻器連入電路的電阻為最大阻值的一半）．
①簡述該同學(xué)是如何判定小燈泡正常發(fā)光的．

觀察電壓表，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2伏時(shí)，小燈正常發(fā)光．

②請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息計(jì)算出小燈的額定功率為

0.46W或0.60W或0.51W

（有多種可能，且需寫出計(jì)算過程）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電源電壓和燈泡的額定電壓求出燈泡正常發(fā)光時(shí)，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，通過觀察電壓表的示數(shù)確定燈泡是否正常發(fā)光．
（2）分別以“50Ω 2A”和“20Ω 2A”兩種規(guī)格的滑動(dòng)變阻器表示出額定功率的范圍，然后得出電源電壓的范圍，然后根據(jù)電源電壓為1.5V的整數(shù)倍求出各種情況．

解答：解：①觀察電壓表，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2伏時(shí)，小燈正常發(fā)光．
②P_額=U_額I_額   由題設(shè)條件得：0.4W＜P_額＜0.7W
a、若使用“50Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，則有
0.4W＜2.2V×

U-2.2V

25Ω

＜0.7W
化簡得：6.7V＜U＜10.2V，故可能有以下幾種情況：
當(dāng)電源電壓U為7.5V時(shí)，
小燈的額定功率P_額=2.2V×

7.5V-2.2V

25Ω

≈0.46W；
當(dāng)電源電壓U為9.0V時(shí)，
小燈的額定功率P_額=2.2V×

9V-2.2V

25Ω

≈0.60W；
b、若使用“20Ω 2A”的滑動(dòng)變阻器，則有
0.4W＜2.2V×

U-2.2V

10Ω

＜0.7W
化簡得：4.0V＜U＜5.4V
當(dāng)電源電壓U為4.5V時(shí)，
小燈的額定功率P_額=2.2V×

4.5V-2.2V

10Ω

≈0.51W． 
故答案為：①觀察電壓表，當(dāng)電壓表示數(shù)為2.2伏時(shí)，小燈正常發(fā)光．
②0.46W或0.60W或0.51W．

點(diǎn)評(píng)：在用伏安法測定電阻和功率時(shí)，在電壓表的一個(gè)量程損壞時(shí)，一般把電壓表并聯(lián)在滑動(dòng)變阻器兩端，間接測量燈泡的電壓，這是比較常用的一種方法．
本題通過電源電壓、電壓表的示數(shù)和滑動(dòng)變阻器中點(diǎn)的電阻表示出額定功率，然后根據(jù)額定功率的范圍得出電源電壓的范圍，從而得出各種可能的額定功率．題目新穎，難度較大．