Question

（2013?武漢模擬）甲圖是某同學設計的測量小燈泡額定功率的電路圖，已知電源電壓保持不變，且大于小燈泡的額定電壓U_L，定值電阻的阻值為R₀．

（1）請根據(jù)甲圖將乙圖中的實物電路連接完整．
（2）該同學的操作過程如下：
閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂接1，然后將滑動變阻器的滑片移至最

右

端，記下電壓表的示數(shù)U₁．將滑片移至最

左

端，開關(guān)S₂改接到2，調(diào)節(jié)滑片，直至

電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L

．將S₂又改接到1，記下此時電壓表的示數(shù)U₂．
（3）根據(jù)以上測量結(jié)果可知，小燈泡L的額定功率表達式為

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．

Answer 1

分析：（1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)；
（2）滑動變阻器連入電路時，滑片要滑到電阻最大位置；滑片滑到最小阻值時，電阻兩端的電壓等于電源電壓；
滑動變阻器的作用是：調(diào)節(jié)電路中的電流和燈泡兩端的電壓；
（3）開關(guān)s₂接到1時，定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測的是定值電阻兩端的電壓，根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流；根據(jù)U=U_R0+U_滑求出滑動變阻器兩端的電壓，再根據(jù)I=

U

R

求出滑動變阻器此時連入電路的電阻；開關(guān)s₂接到2時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測的是燈泡兩端的電壓，再根據(jù)U=U_滑+U_L求出滑動變阻器兩端的電壓，根據(jù)I=

U

R

求出電路中的電流，最后根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率．

解答：解：（1）滑動變阻器按一上一下的原則串聯(lián)在電路中，電壓表與燈泡并聯(lián)；如下圖所示：

（2）閉合開關(guān)S₁，將開關(guān)S₂接1，然后將滑動變阻器的滑片移至最右端，此時電路中只有定值電阻一個，它兩端的電壓即為電源電壓，U=U₁；
然后將滑片滑到電阻最大位置，即滑片在最左端；開關(guān)S₂改接到2，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑片，直至電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L；
（3）開關(guān)s₂接到1時，定值電阻和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測的是定值電阻R₀兩端的電壓U₂，所以此時電路中的電流為I=

U2

R0

，滑動變阻器兩端的電壓U_滑=U₁-U₂，所以此時滑動變阻器連入電路的電阻R_滑=

U滑

I

=

U1-U2

U2 R0

=

U1-U2

U2

×R₀；
開關(guān)s₂接到2時，燈泡和滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測的是燈泡兩端的電壓U_L，此時滑動變阻器兩端的電壓U_滑′=U₁-U_L，電路中的電流I′=

U ′ 滑

R滑

=

U1-UL

U1-U2 U2 ×R0

=

(U1-UL)U2

(U1-U2)R0

，
燈泡的額定功率：P=U_LI′=

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．
（1）答案如上圖；（2）右；左；電壓表的示數(shù)為額定電壓U_L；（3）

(U1-UL)U2UL

(U1-U2)R0

．

點評：此題主要考查的是學生對測量小燈泡額定功率實驗的特殊測量方法的理解和掌握，在沒有電流表或電壓表的情況下如何測量燈泡的電功率是中考的熱點．