Question

某同学做“测定小灯泡的功率”实验，所用器材有电源、待测小灯（标有“2.0V”字样、额定功率在0.4瓦～1.2瓦之间）、两个电压表、滑动变阻器（“10Ω  1.5A”、“20Ω  2A”和“50Ω  1A”中的某一个）、电键以及导线若干．他经过思考后，将两个电压表分别接在滑动变阻器和电源两端进行实验．
①请画出该同学连接的实验电路图．
②若实验中，当灯泡正常发光时，滑片P的位置恰好在中点上（即它接入电路的电阻为最大阻值的一半），且两个电压表的示数如图（a）、（b）所示，请根据相关信息计算出小灯的额定功率．（写出计算过程）

Answer

（1）灯泡、滑动变阻器串联，电压表分别接在灯泡与电源两端；
（2）根据题意，求出流过电路的最大值与最小值，确定电路电流的范围；
然后根据电压表示数及灯泡的额定电流，电路连接情况，确定两电压表的示数；
根据欧姆定律求出电路电流，最后根据功率公式P=UI求出灯泡的额定功率．
【解析】
（1）灯泡、滑动变阻器串联，电压表分别接在灯泡与电源两端，电路图如图所示．
（2）①由题意知，灯泡的额定电压U=2V；额定功率在0.4W～1.2W之间，
则灯泡的额定电流I额最小===0.2A，
I额最大===0.6A；
②一个电压表测电源电压，一个电压表测滑动变阻器电压，
灯泡电压等于两电压表示数之差，即：U额=U-U滑=2V，
由图示电压表可得：两电压表示数为U=4.5V；U滑=2.5V，
③当变阻器为“10Ω  1.5A”时，I额=I滑===0.5A，
此时灯泡的额定功率P额=U额I额=2V×0.5A=1W；
②当变阻器为“20Ω  2A”时，I额=I滑===0.25A，
此时灯泡的额定功率P额=U额I额=2V×0.25A=0.5W，
③当变阻器为“50Ω  1A”时，I额=I滑===0.1A，
因为I额最小=0.2A，所以这种情况不可能出现．
答：灯泡的额定功率为1W或0.5W．