Question

（2011?瀘州）某中學物理興趣小組開展活動時，老師拿給同學們一個小燈泡、一個符合測量要求的電壓表和電阻箱，另有合適的電源、開關等．要求測量出該小燈泡的額定功率．同學們先查看了小燈泡的銘牌，發現銘牌上只能看見“6V”字樣．于是，同學們設計了如圖所示的電路進行測量．圖中R是電阻箱，電源電壓恒定，不考慮溫度對燈泡電阻的影響．請你回答下列問題：
（1）電路閉合后，逐漸減小電阻箱R接入電路的電阻，當R接入電阻為48Ω時，電壓表讀數為l2V，當R接入電阻為38Ω時，電壓表讀數為11.4V，根據這兩組數據，請你通過計算，求出電源的電壓？
（2）要測量出小燈泡的額定功率，此時伏特表的讀數應該調為多少？電阻箱R接入電路的電阻是多少？小燈泡的額定功率是多少？

Answer 1

分析：（1）從圖可知，小燈泡和滑動變阻器串聯，電壓表測量的是定值電阻兩端的電壓，根據串聯電路電流相等的特點和歐姆定律得到有關U和燈的電阻R_燈的兩個方程，聯立方程組求解．
（2）小燈泡的額定電壓是6V，根據串聯電路電壓的特點，求出伏特表的讀數應該調為多少；根據歐姆定律求出電阻箱R接入電路的電阻，根據小燈泡的額定電壓和電阻求出小燈泡的額定功率．

解答：解：（1）設電源電壓為U，當R接入電阻為48Ω時，電壓表讀數為l2V，根據串聯電路相等可得：

12V

48Ω

=

U-12V

R燈

--①
當R接入電阻為38Ω時，電壓表讀數為11.4V，根據串聯電路相等可得；

11.4V

38Ω

=

U-11.4V

R燈

--②
由①②兩式得：U=15V；R_燈=12Ω．
答：電源電壓是15V．
（2）①小燈泡的額定電壓是6V，要測量出小燈泡的額定功率，則電壓表的示數為U_R=U-U_燈=15V-6V=9V；
②此時電路中的電流I=

U燈

R燈

=

6V

12Ω

=0.5A，
∴電阻箱R接入電路的電阻R=

UR

I

=

9V

0.5A

=18Ω
③小燈泡的額定功率是P=U_燈I=6V×0.5A=3W．
答：要測量出小燈泡的額定功率，此時伏特表的讀數應該調為9V；電阻箱R接入電路的電阻是18Ω��；燈泡的額定功率是3W．

點評：本題考查了串聯電路電壓、電流的特點以及歐姆定律和電功率的計算，能夠利用串聯電路電流相等列方程求出電源電壓和燈的電阻是本題的關鍵．