小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源由串联节数可变的干电池组成（其电压为1.5伏的整数倍），待用的滑动变阻器有两种规格（分别标有“5Ω3A”、“20Ω2A”的字样）．所用小

Question

小红同学做“测定小灯泡的电功率”实验，电源由串联节数可变的干电池组成（其电压为1.5伏的整数倍），待用的滑动变阻器有两种规格（分别标有“5Ω  3A”、“20Ω   2A”的字样）．所用小灯是额定电压为“4.5V”和“6.3V”中的一个．她选定某一电源电压和滑动变阻器进行实验．实验电路连接及操作正确．在移动滑动变阻器滑片的过程中．发现小灯始终无法正常发光，且所接电压表最大的示数如图（a）所示．她经过思考得出原因所在，于是在不改变其他实验器材情况下重新选定电源电压并正确实验．当小灯接近正常发光时，她再将电压表并联在电路中．接着移动滑片使小灯正常发光，此时变阻器的滑片在中点附近某位罝．且观察到电流表示数如图（b）所示．最后，她使小灯两端的电压略高于其额定电压．并计算得到相应的功率为2.1瓦．
①图b中电流表的示数为___安；
②求小灯正常发光时电源电压U．___；
③说明判定小灯正常发光的方法，并求小灯的额定电功率P_额=___．（求解电源电压及小灯的额定电功率需要写出解答过程）

Answer 1

①根据电流表的示数得，电流为0.28A或1.4A．
若电流为1.4A，根据P=UI，得到此时小灯泡的电压U=(P)/(I)=(2.1W)/(1.4V)=1.5V，远小于灯泡的额定电压，与题目中“小灯泡两端的电源略高于其额定电压”不符，所以电流表的示数为0.28A．
②因为电流I=0.28安，根据P=UI，计算得出当滑片移到中点附近时，灯泡的电压U=(P)/(I)=(2.1W)/(0.28A)=7.5V，所以小灯泡的额定电压为6.3V．U=U_额+U_变
若变阻器为“5Ω 3 A”，U=6.3V+0.28A×(1)/(2)×5Ω=7.0V，因为电源由串联节数可变的干电池组成（其电压为1.5伏的整数倍），所以7.0V，不符合要求（舍去）；
若变阻器为“20Ω 2 A”，U=6.3V+0.28A×(1)/(2)×10Ω=9.1V，
因电源电压为1.5伏的整数倍，所以电源电压为9.0V．
③若电压表并联在滑动变阻器两端，由U=U=U_额+U_变，可知，当电压表示数为9V-6.3V=2.7V时，小灯泡正常发光．
若电压表并联在小灯两端，则电压表为6.3V时，小灯正常发光．
则小灯的额定电功率P_额=U_额I_额=6.3V×0.28A=1.764W．
故答案为：①0.28；②9V；③1.764W．