Question

7．小陽(yáng)同學(xué)在進(jìn)行“用伏安法測(cè)額定電壓為2.5V小燈泡的額定功率”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表已損壞，但手邊還有兩個(gè)開(kāi)關(guān)和一個(gè)阻值已知的定值電阻R₀，他利用這些元件重新設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案．
（1）斷開(kāi)S、S₁、S₂，按如圖所示連接好電路后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最右端；
（2）閉合S、S₁，斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，使電壓表的示數(shù)為2.5V，記為U_L；
（3）保持滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S、S₂，斷開(kāi)S₁，記下此時(shí)電壓表示數(shù)為U；
（4）寫(xiě)出計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式：P=$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．（用物理量的符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 由于電流表已損壞，無(wú)法直接測(cè)得電流；可以通過(guò)串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)來(lái)求出燈泡的電流；當(dāng)燈泡與已知電阻串聯(lián)時(shí)，通過(guò)電壓表測(cè)得的電壓和定值電阻的阻值可以求出通過(guò)燈泡的電流；根據(jù)P=UI求出燈泡的功率．

解答 解：（1）斷開(kāi)S、S₁、S₂，按如圖所示連接好電路后，將滑動(dòng)變阻器的滑片P移至最右端；此時(shí)燈泡、定值電阻、滑動(dòng)變阻器三者串聯(lián)接入電路中；
（2）閉合S、S₁，斷開(kāi)S₂，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片P，此時(shí)電壓表測(cè)量的是燈泡兩端的電壓，燈泡的額定電壓為2.5V，故應(yīng)使電壓表的示數(shù)為2.5V，記為U_L；
（3）保持滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S、S₂，斷開(kāi)S₁；記下此時(shí)電壓表示數(shù)為U；電壓表測(cè)量的是滑動(dòng)變阻器和燈泡兩端的總電壓，則定值電阻兩端的電壓為：U-U_L；則電路中的電流為：$\frac{U-{U}_{L}}{{R}_{0}}$；
（4）燈泡的額定功率為：P=UI=U_L$\frac{U-{U}_{L}}{{R}_{0}}$=$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．
故答案為：（2）2.5；（3）保持滑片P位置不變，閉合開(kāi)關(guān)S、S₂，斷開(kāi)S₁；（4）$\frac{{{U_L}（U-{U_L}）}}{{R{\;}_0}}$．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查的是學(xué)生對(duì)測(cè)量小燈泡額定功率實(shí)驗(yàn)的特殊測(cè)量方法的理解和掌握，在沒(méi)有電流表或電壓表的情況下如何測(cè)量燈泡的電功率是中考的熱點(diǎn)．