某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“50Ω2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率．其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见，电压表0～15伏档损坏，小灯的额定功

Question

某同学利用电源、电流表、电压表、电键、标有“50Ω 2A”字样的滑动变阻器和若干导线测定小灯泡的额定功率．其中灯泡上所标“0.3A”字样清晰可见，电压表0～15伏档损坏，小灯的额定功率估计为1.5瓦左右．该同学实验步骤正确．当闭合电键时，电压表和电流表的示数分别为2伏和0.2安．接着他边思考边实验，直至小灯正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在中点上（即变阻器连入电路的电阻为25Ω）．
（1）画出小灯正常发光时的电路图，并简述判定小灯正常发光的理由．
（2）求出小灯泡的额定功率．（串联电路的电流、电压特点，电流表、电压表的使用及读数，电学实验的操作步骤，滑动变阻器的使用，欧姆定律，电功率的计算，）

Answer 1

（1）由于电压表0～15V量程损坏，无法测灯泡正常发光时灯泡电压，故实验电路不用电压表；实验电路由电源、开关、滑动变阻器、灯泡、电流表串联组成，如图所示：

判定小灯泡正常发光的理由：闭合开关，移动滑片P，使电流表的示数为0.3A，达到灯泡的额定电流，灯泡即可正常发光．
（2）刚闭合开关时，滑动变阻器全部阻值都接入电路，滑动变阻器上的电压U_滑=IR_滑=0.2A×50Ω=10V，
电源电压U=U_滑+U_V=10V+2V=12V；灯泡正常发光时，滑动变阻器上的电压U_滑′=I_额R_滑′=0.3A×25Ω=7.5V；
灯泡的额定电压U_额=U-U_滑′=12V-7.5V=4.5V；
灯泡的额定功率P=U_额I_额=4.5V×0.3A=1.35W．
答：（1）当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时，灯泡正常发光．
（2）灯泡的额定功率是1.35W．