Question

如图所示是某同学“测定额定电压为2.5V小灯泡的额定功率”的实验电路图．
（1）实验时发现电流表已损坏，但手边还有一只电压表V₀和一个电阻箱R₀可利用，试用这些元件在虚线框内设计一个测定小灯泡额定功率的电路图．
（2）写出简单的实验操作步骤．
（3）写出小灯泡额定功率的表达式．
（4）若按你的设计，电路连接正确无误，器材完好无损，无论怎样改变滑动变阻器的阻值，小灯泡的亮度始终比正常发光时暗，此现象说明了什么？其原因可能是由什么引起的．

Answer 1

分析：（1）若没有电流表，只有电压表，要测灯泡的额定功率，则需使电阻箱与灯泡串联，测出灯泡正常发光时电阻箱两端的电压，可根据I=

U

R

求出电阻箱的电流，根据串联电路的电流特点，可知灯泡正常发光时的电流，从而可根据P=UI计算出灯泡的额定功率．
（2）根据串分压的特点，若电源电压低或串联的电阻箱阻值太大，都会引起灯泡两端的电压达不到额定电压而发光很暗．

解答：解：（1）若没有电流表，则可以用电压表和电阻箱并联代替电压表，后与灯泡串联，通过电阻箱的电流便等于灯泡的电流，使电压表V与灯泡并联，测出灯泡的电压，便可根据功率公式测量其额定功率，如图所示：

（2）①按照电路图连接电路，将滑动变阻器调到最大值，再闭合开关S．
②调节滑片P及电阻箱R₀，使电压表示数达到U_L=2.5V，读出此时V₀示数U₀及电阻箱的阻值R₀．
（3）灯泡的额定电压U_L=2.5V，灯泡的额定电流I_L=I₀=

U0

R0

，则P_L=U_LI_L=UL?

U0

R0

．
（4）无论怎样改变滑动变阻器的阻值，小灯泡的亮度始终比正常发光时暗，此现象说明灯泡两端电压低于2.5V；
原因可能是电源电压过低，或电阻箱R₀的阻值过大而造成的．
故答案为：（1）见上图；
（2）①按照电路图连接电路，将滑动变阻器调到最大值，再闭合开关S．
②调节滑片P及电阻箱R₀，使电压表示数达到U_L=2.5V，读出此时V₀示数U₀及电阻箱的阻值R₀．
（3）P_L=UL?

U0

R0

．
（4）说明灯泡两端电压低于2.5V；电源电压过低，或电阻箱R₀的阻值过大．

点评：伏安法测灯泡额定功率时，若电流表和电压表损坏，则应使用若电流表损坏，使已知电阻与灯泡、滑动变阻器串联．调节滑片，使灯泡正常工作，测已知电阻两端电压，求已知电阻电流即灯泡的额定电流，根据P=UI计算灯泡的额定功率．
若电压表损坏，使已知电阻与灯泡并联，再与滑动变阻器串联，调节滑片，使灯泡正常工作，求已知电阻电流，求已知电阻电压，即灯泡的额定电压，根据P=UI计算灯泡的额定功率．
电流表和定值电阻可替代电压表；电流表和定值电阻可替代电流表．