Question

某同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中，器材齊全、完好，電源由幾節(jié)干電池組成（電壓為1.5V的整數(shù)倍且保持不變），待測(cè)小燈標(biāo)有“0.2A”字樣，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“20Ω　2A”字樣．
（1）他按圖甲連接電路，閉合電鍵S后，觀察到電表的示數(shù)分別為1.3伏和0.16安，繼續(xù)移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化，則其原因是______，電源的電壓為_(kāi)_____V．
（2）經(jīng)過(guò)思考，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)操作中的不當(dāng)之處，重新正確連接電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．他移動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電流表示數(shù)為_(kāi)_____A時(shí)小燈泡正常發(fā)光，此時(shí)滑片的位置恰好在變阻器中點(diǎn)上，則小燈的額定功率為_(kāi)_____W．
（3）該同學(xué)在移動(dòng)變阻器滑片的過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)如圖乙所示，則與其正常發(fā)光的亮度相比，此時(shí)小燈的亮度情況是______．

Answer 1

解：（1）閉合電鍵，電壓表示數(shù)U_V=1.3V，電流表示數(shù)I=0.16A，移動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)兩電表的示數(shù)均不發(fā)生變化，其原因是：連線接在滑動(dòng)變阻器下面的兩個(gè)接線柱上．
此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路電阻R_滑=20Ω，滑動(dòng)變阻器電壓U_滑=IR_滑=0.16A×20Ω=3.2V，電源電壓U=U_滑+U_V=3.2V+1.3V=4.5V．
（2）當(dāng)電流表示數(shù)為額定電流I=0.2A時(shí)小燈泡正常發(fā)光，由題意知此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值R'_滑===10Ω，滑動(dòng)變阻器電壓U'_滑=IR'_滑=0.2A×10Ω=2V；
此時(shí)小燈泡電壓U_燈=U-U'_滑=4.5V-2V=2.5V，燈泡的額定功率P=IU_燈=0.2A×2.5V=0.5W．
（3）由（2）知燈泡的額定電壓U_燈⁼2.5V，由圖知此時(shí)電壓表示數(shù)為3V，大于額定電壓，由P=知，燈泡實(shí)際功率大于額定功率，則相對(duì)于燈泡正常發(fā)光此時(shí)燈泡偏亮．
故答案為：（1）連線接在滑動(dòng)變阻器下面的兩個(gè)接線柱；4.5．（2）0.2；0.5．（3）偏亮．
分析：（1）閉合電鍵兩電表有示數(shù)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，電表示數(shù)不變，則滑動(dòng)變阻器阻值全接入電路中；由題意知電路電流I、電壓U，已知變阻器電阻R_滑=20Ω，由U=IR可求出滑動(dòng)變阻器電壓，電源電壓等于電壓表示數(shù)與滑動(dòng)變阻器電壓之和．
（2）燈泡正常發(fā)光時(shí)，電路電流為燈泡的額定電流I，此時(shí)滑動(dòng)變阻器有一半阻值接入電路，由U=IR可求出滑動(dòng)變阻器電壓，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可求出燈泡電壓U_燈，由P=UI可求出燈泡的額定功率．
（3）由圖可讀出電壓表示數(shù)，根據(jù)該示數(shù)與燈泡額定電壓間的關(guān)系判斷燈泡偏亮還是偏暗．
點(diǎn)評(píng)：要注意滑動(dòng)變阻器的使用方法，連接滑動(dòng)變阻器時(shí)，不能同時(shí)只使用上面兩個(gè)接線柱或下面兩個(gè)接線柱，只用上面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器短路；只用下面兩個(gè)接線柱時(shí)，滑動(dòng)變阻器電阻全接入電路，滑動(dòng)變阻器成為定值電阻，移動(dòng)滑片時(shí)，電路電阻不變．