Question

某中学物理兴趣小组开展活动时，老师拿给同学们一个小灯泡、一个符合测量要求的电压表和电阻箱，另有合适的电源、开关等．要求测量出该小灯泡的额定功率．同学们先查看了小灯泡的铭牌，发现铭牌上只能看见“6V”字样．于是，同学们设计了如图所示的电路进行测量．图中R是电阻箱，电源电压恒定，不考虑温度对灯泡电阻的影响．请你回答下列问题：
（1）电路闭合后，逐渐减小电阻箱R接入电路的电阻，当R接人电阻为48Ω时，电压表读数为l2V，当R接入电阻为38Ω时，电压表读数为11.4V，根据这两组数据，请你通过计算，求出电源的电压？
（2）要测量出小灯泡的额定功率，此时伏特表的读数应该调为多少？电阻箱R接入电路的电阻是多少？小灯泡的额定功率是多少？

Answer

（1）从图可知，小灯泡和滑动变阻器串联，电压表测量的是定值电阻两端的电压，根据串联电路电流相等的特点和欧姆定律得到有关U和灯的电阻R灯的两个方程，联立方程组求解．
（2）小灯泡的额定电压是6V，根据串联电路电压的特点，求出伏特表的读数应该调为多少；根据欧姆定律求出电阻箱R接入电路的电阻，根据小灯泡的额定电压和电阻求出小灯泡的额定功率．
【解析】
（1）设电源电压为U，当R接人电阻为48Ω时，电压表读数为l2V，根据串联电路相等可得：
=--①
当R接入电阻为38Ω时，电压表读数为11.4V，根据串联电路相等可得；
=--②
由①②两式得：U=15V；R灯=12Ω．
答：电源电压是15V．
（2）①小灯泡的额定电压是6V，要测量出小灯泡的额定功率，则电压表的示数为UR=U-U灯=15V-6V=9V；
②此时电路中的电流I===0.5A，
∴电阻箱R接入电路的电阻R===18Ω
③小灯泡的额定功率是P=U灯I=6V×0.5A=3W．
答：要测量出小灯泡的额定功率，此时伏特表的读数应该调为9V；电阻箱R接入电路的电阻是18Ω小；灯泡的额定功率是3W．