Question

8．小明同學想要測量額定電壓為U₀的小燈泡額定功率，除了這個小燈泡，還有如下器材可供選用：電源（電源電壓大于U₀且不變）、滑動變阻器、定值電阻R₀（阻值已知）、開關各一個，電壓表兩個，導線若干．請你幫他設計測量這個小燈泡額定功率的實驗方案，要求：
（1）畫出實驗電路圖（要求電路連好后，不可再重組）；
（2）簡要寫出主要實驗步驟和需測量的物理量；
（3）寫出小燈泡額定功率的表達式（用已知量和測量量表示）．

Answer 1

分析 本題可用伏阻法來測量功率，利用串聯(lián)電路中電流處處相等的特點，讓燈與定值電阻、滑動變阻器串聯(lián)，先調節(jié)滑動變阻器的阻值使燈的電壓為2.5V，再讀出定值電阻兩端的電壓，由歐姆定律計算出電路中的電流，再計算燈的功率．

解答 解：（1）利用伏阻法來測量燈的功率．用導線把燈、定值電阻、滑動變阻器、開關、電源串聯(lián)，電壓表與燈并聯(lián)．

（2）①按照電路圖連好電路，將滑動變阻器滑片調到阻值最大處．
②閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使與燈并聯(lián)的電壓表示數(shù)為U₀，記下此時與R0并聯(lián)的電壓表示數(shù)U′．
（3）電路中的電流I=$\frac{U′}{{R}_{0}}$，燈的額定功率P=UI=U₀×$\frac{U′}{{R}_{0}}$．
故答案為：（1）見上圖；（2）步驟如上所示；（3）P=U₀×$\frac{U′}{{R}_{0}}$．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的電流特點及伏阻法來測量燈的額定功率．注意要調節(jié)滑動變阻器使燈的電壓為2.5V后，再去測量定值電阻兩端的電壓，才能求得燈的額定功率．