在测定“小灯泡额定功率”的实验中，有一个电源（电压未知）、一个电流表、一个电压表、一个开关、标有“50Ω 2A”字样的滑动变阻器和若干导线可供选用．待测小灯泡上所标“0.3A”的

题目

在测定“小灯泡额定功率”的实验中，有一个电源（电压未知）、一个电流表、一个电压表、一个开关、标有“50Ω  2A”字样的滑动变阻器和若干导线可供选用．待测小灯泡上所标“0.3A”的字样清晰可见，电压表的 0～15V档损坏（0～3V档可以使用），小灯泡的额定功率估计为 1.5W左右．沈明同学按照他首先设计的方案连接了实验电路，按正确的实验步骤进行实验，闭合开关后，电压表和电流表的示数分别为2V和0.2A．接着他边思考边设计边实验，直至小灯泡正常发光，这时滑动变阻器的滑片恰好在滑动变阻器的中点上（即变阻器连入电路的电阻为25Ω）．
（1）画出小灯泡正常发光时的电路图；
（2）简述实验中判定小灯泡正常发光的理由；
（3）求出小灯泡的额定功率．

答案

（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，实验电路图如图所示：
．
（2）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．
（3）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）电路图如图所示；
（2）当电流表示数等于灯泡额定电流0.3A时，灯泡正常发光．
（3）灯泡的额定功率是1.35W．