Question

小剛做測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)桌上備有下列器材：額定電壓為2.5V的小燈泡、電壓未知的電源（兩端電壓不變）、阻值為R的定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電壓表各一只、三個(gè)開關(guān)和導(dǎo)線若干．

（1）小剛設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案測(cè)量小燈泡的額定功率，小麗幫他連接了一部分實(shí)驗(yàn)電路（如圖所示），請(qǐng)你按設(shè)計(jì)要求完成圖所示的剩余部分實(shí)驗(yàn)電路的連接．
（2）請(qǐng)寫出本實(shí)驗(yàn)主要測(cè)量步驟及所測(cè)物理量：按圖連接電路，

 

．
（3）本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算小燈泡額定功率的表達(dá)式P=

 

．

Answer 1

分析：測(cè)定燈泡的額定功率，需要測(cè)得燈泡的額定電壓和額定電流．
定值電阻R與燈泡串聯(lián)，找電流相等，圖中只有電壓表，沒(méi)有電流表，要借助已知定值電阻求得燈泡的電壓．
當(dāng)定值電阻與燈泡串聯(lián)時(shí)，通過(guò)開關(guān)的閉合與斷開，把電壓表并聯(lián)在燈泡兩端，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，使燈泡兩端電壓為2.5V，保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不動(dòng)，閉合斷開開關(guān)，使電壓表測(cè)燈泡正常工作時(shí)的燈泡與定值電阻兩端的總電壓．
求得定值電阻兩端電壓，求得定值電阻的電流，即燈泡的額定電流，根據(jù)P=UI計(jì)算燈泡的額定功率．

解答：解：（1）通過(guò)開關(guān)的閉合與斷開，電壓表能測(cè)燈泡兩端電壓，能測(cè)燈泡與定值電阻兩端電壓，如圖：

實(shí)驗(yàn)步驟：
閉合S₁、S₃，斷開S₂，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為U₁=2.5V，并記錄U₁；
斷開S₃，閉合S₁、S₂，記錄電壓表示數(shù)U₂．
 串聯(lián)電路電流相等，所以，I=I₀=

U0

R0

=

U2-2.5V

R0

所以，燈泡的額定功率為：P=UI=2.5V×

U2-2.5V

R0

=

2.5V(U2-2.5V)

R0

．
故答案為：（1）實(shí)驗(yàn)電路連接如圖；
（2）閉合S₁、S₃，斷開S₂，調(diào)節(jié)滑片P使電壓表示數(shù)為U₁=2.5V，并記錄U₁；斷開S₃，閉合S₁、S₂，記錄電壓表示數(shù)U₂．
（3）

2.5V(U2-2.5V)

R

．

點(diǎn)評(píng)：沒(méi)有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成并聯(lián)電路，找電壓相等列等式求出被測(cè)電阻；沒(méi)有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測(cè)量電阻的阻值時(shí)，一般設(shè)計(jì)成串聯(lián)電路，找電流相等列等式求出被測(cè)電阻．