在測定“小燈泡額定功率”的實驗中,有一個電源(電壓未知)、一個電流表、一個電壓表、一個開關、標有“50Ω 2A”字樣的滑動變阻器和若干導線可供選用.待測小燈泡上所標“0.3A”的字樣清晰可見,電壓表的 0~15V檔損壞(0~3V檔可以使用),小燈泡的額定功率估計為 1.5W左右.沈明同學按照他首先設計的方案連接了實驗電路,按正確的實驗步驟進行實驗,閉合開關后,電壓表和電流表的示數分別為2V和0.2A.接著他邊思考邊設計邊實驗,直至小燈泡正常發(fā)光,這時滑動變阻器的滑片恰好在滑動變阻器的中點上(即變阻器連入電路的電阻為25Ω).
(1)畫出小燈泡正常發(fā)光時的電路圖;
(2)簡述實驗中判定小燈泡正常發(fā)光的理由;
(3)求出小燈泡的額定功率.
(1)由于電壓表0~15V量程損壞,無法測燈泡正常發(fā)光時燈泡電壓,故實驗電路不用電壓表;實驗電路由電源、開關、滑動變阻器、燈泡、電流表串聯(lián)組成,實驗電路圖如圖所示:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/b03533fa828ba61e5c83479e4234970a304e5916.jpg)
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(2)判定小燈泡正常發(fā)光的理由:閉合開關,移動滑片P,使電流表的示數為0.3A,達到燈泡的額定電流,燈泡即可正常發(fā)光.
(3)剛閉合開關時,滑動變阻器全部阻值都接入電路,滑動變阻器上的電壓U
滑=IR
滑=0.2A×50Ω=10V,
電源電壓U=U
滑+U
V=10V+2V=12V;燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器上的電壓U
滑′=I
額R
滑′=0.3A×25Ω=7.5V;
燈泡的額定電壓U
額=U-U
滑′=12V-7.5V=4.5V;
燈泡的額定功率P=U
額I
額=4.5V×0.3A=1.35W.
答:(1)電路圖如圖所示;
(2)當電流表示數等于燈泡額定電流0.3A時,燈泡正常發(fā)光.
(3)燈泡的額定功率是1.35W.