小明同学在“测定小灯泡的功率”实验中,所用电源电压不变,小灯标有“0.3A”字样,估计小灯的额定功率在1.2瓦以上.滑动变阻器有两只待用,分别是A:“10Ω 1A”、B:“20Ω 2A”.他选取滑动变阻器并正确连接电路,操作规范,闭合电键时,观察到电压表、电流表的示数分别为2伏和0.2安.他移动变阻器的滑片直至小灯正常发光,此时电压表的示数如图所示,则小灯的额定电压为________伏,他选用的滑动变阻器为________(选填“A”或“B”),电源电压为________伏,小灯的额定功率为________瓦.
试题答案
4.5 B 6 1.35
试题解析
(1)根据灯泡的额定电流和额定功率确定额定电压,根据灯泡的额定电压确定电压表的量程,读出灯泡的额定电压.
(2)伏安法测灯泡的功率,电压表与灯泡并联,测灯泡电压,电流表与灯泡串联测灯泡电流,
当连接好电路,闭合电键,滑动变阻器处于最大阻值处,灯泡电压为2V,电流为0.2A,
如果选择“10Ω 1A”的滑动变阻器,滑动变阻器电压为:U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V,
所以电源电压为U总=U1+UL=2V+2V=4V,
电源电压小于灯泡的额定电压,移动滑片不会使灯泡正常工作,“10Ω 1A”的滑动变阻器不符合题意.
如果选择“20 1A”的滑动变阻器,滑动变阻器电压为U2=I1RL=0.2A×20Ω=4V,
所以电源电压为U'总=U2+UL=4V+2V=6V,
电源电压高于灯泡额定电压,能使灯泡正常工作,“20 1A”的滑动变阻器符合题意.
知道灯泡额定电压和额定电流,根据P=UI,计算额定功率.
解答:灯泡额定电流为0.3A,额定功率大于1.2W,
所以,灯泡额定电压大于U===4V,
所以,电压表选择0~15V量程,每一个大格代表5V,每一个小格代表0.5V,电压为4.5V.
假设小明实验时选择“10Ω 1A”的滑动变阻器,
闭合电键后,电压表示数为2V,灯泡示数为0.2A,
所以,滑动变阻器电压为:U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V,
电源电压为:U总=U1+UL=2V+2V=4V<4.5V,不符合题意.
假设小明实验时选择“20Ω 1A”的滑动变阻器,
闭合电键后,电压表示数为2V,灯泡示数为0.2A,
所以,滑动变阻器电压为:U2=I1R2=0.2A×20Ω=4V,
电源电压为:U总′=U2+UL=4V+2V=6V,符合题意.
所以选择B滑动变阻器.
P=UI=4.5V×0.3A=1.35W.
故答案为:4.5;B;6;1.35.
点评:本题首先根据灯泡的额定电流和额定功率求出灯泡的额定电压,判断电压表的量程,读出灯泡的额定电压,然后假设滑动变阻器A、B连入电路,求得电源电压是否符合题意,最后根据P=UI计算灯泡的额定功率.
